Bitkiler & Hayvanlar

Kurbağaların Yeni Bacak Üretmesini Sağlayan Biyoreaktör

Kurbağaların Yeni Bacak Üretmesini Sağlayan Biyoreaktör


Görsel Kredi: Celia Herrera-Rincon/Tufts University

Bilim insanlarından oluşan bir ekip, ampütasyon bölgesinde doku tamirini tetikleyerek suda yaşayan yetişkin Afrika pençeli kurbağalarında (Xenopus laevis) kısmi bacak üretimini uyarabilen bir cihaz tasarladı. Bulgular, ‘Cell Reports’ dergisinde 6 Kasım’da yayınlanan, “elektronik ilaç” (lar)ı veya hücre uyarıcı terapileri test etmek için yeni bir model sunuyor.

Tufts Üniversitesi AllenDiscovery Center’da gelişim biyoloğu olan Michael Levin, “Yetişkin kurbağalar en iyi ihtimalle sadece tüysüz, ince, kıkırdaksı yapıda zayıf bir bacak geliştirebiliyor. Bizim prosedürümüz normalde hiç sahip olmadıkları bir rejeneratif tepkiyi tetikleyerek, kurbağaların daha büyük ve sağlam yapıda bacaklar geliştirebilmesini sağladı. Biyoreaktör cihazı, biyomühendislerin doğrudan anlayamadıkları çok karmaşık bir reaksiyonu tetikledi.” dedi.

Bilim insanları silikon maddesinden 3 boyutlu yazıcı ile ürettikleri biyoreaktörü hidrojel ile doldurdu. Hidrojel, iyileşmeyi ve rejenerasyonu teşvik eden nemlendiriciipek proteinleri ile bağlandı ve sonra progesteron eklendi. Progesteron, uterusun gebelik için hazırlanmasında oynadığı rolle bilinir, ancak bu hormonun ayrıca sinir, kan damarı ve kemik dokusu onarımını da teşvik ettiği kanıtlanmıştır.

Araştırmacılar kurbağaları deney, kontrol ve sahte olmak üzere üç gruba ayırdılar. Araştırmacılar deney grubu ve sahte grup için cihazı bacağı henüz kesilmiş bir kurbağanın üstüne diktiler. Deney grubunda biyoreaktör kurbağaların ampütasyon bölgesine progesteron salgıladı.

Deney grubundaki kurbağaları 9,5 ay boyunca farklı farklı zamanlarda inceleyerek, biyoreaktörün diğer gruplarda gözlemlenmemiş bir dereceye kadar uzuv rejenerasyonu tetiklediğini ortaya çıkardılar. Sonuç olarak kurbağalar kendileri tarafından yardımsız üretilen zayıf ve eksik işlevli bacaklar yerine gerçek bacağa çok daha yakın bacaklar üretmeyi başardı.

Levin, “Biyoreaktör cihazı, yara için dokunun doğum öncesi dönemde olduğu gibi büyüyebileceği ve yarayı tedavi edebileceği ortamı sağladı” dedi.

Levin ve ekibi, moleküler ve histoloji analizleri kullanarak yenilenmiş yapılara daha yakından bakmıştır. Kontrol ve sahte grupların aksine biyoreaktörle tedavi edilen kurbağaların yeni bacaklarının daha gelişmiş kemikler ile daha kalın bacaklar ürettiğini gözlemlediler. Kurbağaların tanklarındaki video görüntülerini incelediklerinde ise biyoreaktörle tedavi edilen kurbağaların tıpkı sağlıklı kurbağalar gibi suda kolayca yüzdüğünü görmüşlerdir.

RNA dizileme ve transkriptom analizi, biyoreaktörün, ampütasyon bölgesindeki hücrelerde meydana gelen gen ekspresyonunu değiştirdiğini ortaya çıkarmıştır. Oksidatif stres, serotonerjik sinyal ve beyaz kan hücresi aktivitesine dahil olan genler geliştirilirken, diğer bazı sinyal verici genler ise inaktif edildi.

Bilim insanlarının bundan sonraki çalışmaları ise bu uygulamayı memelilerde kullanılabilecek seviyeye getirebilmek.

Kaynak ve ileri okuma için: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181106171813.htm

Journal reference: Celia Herrera-Rincon, Annie S. Golding, Kristine M. Moran, Christina Harrison, Christopher J. Martyniuk, Justin A. Guay, Julia Zaltsman, Hayley Carabello, David L. Kaplan, Michael Levin. Brief Local Application of Progesterone via a Wearable Bioreactor Induces Long-Term Regenerative Response in Adult Xenopus Hindlimb. Cell Reports, 2018; 25 (6): 1593 DOI: 10.1016/j.celrep.2018.10.010

Cite this page: Cell Press. “Bioreactor device helps frogs regenerate their legs.” ScienceDaily. ScienceDaily, 6 November 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181106171813.htm>.

Çeviren ve düzenleyen: Fethi Ülkem Betil / Son sınıf Biyomühendislik öğrencisi

Eklenme Tarihi : 17 Kasım 2018

Yorum Yap