Araştırma, bir hücrenin hacminin değiştirilmesinin dış yüzeyi kaplayan matrisin sağlamlığı da dahil olmak üzere iç dinamiklerini değiştirdiğini bulmuştur. Kök hücrelerde suyun azaltılması, hücrenin yoğunlaşmasına neden olur. Kök hücrelerin kemik öncesi hücreler haline gelmesini sağlarken su ilave edilerek hücrelerin şişmesi sağlanır ve yumuşak ön yağ hücreleri oluşur.

Araştırmacılar uzun zamandır, kök hücrelerin çevresindeki hücrelerden etkilendiğini ve işlevlerinin komşu hücrelerin matrislerinin sertliğine dayandığına dair ip uçları arıyorlardı.

Bununla birlikte elde edilen sonuçlar, doğanın kök hücre davranışı ve gelişiminde yetiştirme kadar önemli bir rol oynadığını doğrulamaktadır.

Buffalo Üniversitesi’ndeki Diş Hekimliği Fakültesi Ağız Biyolojisi Bölümü’nden yardımcı yazar ve yardımcı doktor olan Praveen Arany, DDS, PhD, “Bu çalışmadan elde edilen bulgular, kök hücre biyolojisinin açıklanması ve rejeneratif tıp için kullanılmasında büyüleyici yeni bir araç sağlıyor.” dedi.

Çalışma, d’Arbeloff, Massachusetts Institute of Technology’de Makine Mühendisliği Bölümü Yardımcı Profesörü Ming Guo ve Harvard Üniversitesi John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu’nda Mallinckrodt Fizik ve Uygulamalı Fizik Profesörü David Weitz tarafından yönetildi.

Harvard’daki Weitz laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olarak araştırmaya başlayan Guo, “İlk kez hücre hacminin ve hücrelerin su içeriğinin hücrelerin mekanik özelliklerinde ve fizyolojik işlevlerinde önemini anlamaya başlıyoruz” dedi.

Araştırma başlangıçta hacmin bir hücrenin karakteristikleri ve işlevleri üzerindeki etkilerini detaylandırdı. Hücre hacmi oldukça düzenlidir. Hücre ömrü boyunca sıklıkla değişir, hücre büyüdükçe ve bölündüğünde azalırken artar.

Hacimdeki bu değişiklikler, çoğunlukla sabit kaldığı halde, hücre içerisindeki protein, DNA ve diğer materyal miktarlarları farklılığın bir sonucunda değişir. Ancak hücreler aynı zamanda, suyun emilmesi veya bırakılması yoluyla 20 dakika gibi kısa bir sürede yayılır veya küçülür. Böylece hücre boyut ve yoğunluğunda hızlı ve aşırı değişiklikler yaşanabilir.

Hücrelerin hacmini yüzde 20 arttırarak veya azaltarak, araştırmacılar, hücrelerin gen ifadesi ve sertlik de dahil olmak üzere birçok dahili değişikliğe uğradığını keşfettiler.

Kök hücrelerin gelişiminde hücre sertliğinin oynadığı rolü bilen araştırmacılar, hücre hacminin kaderini de etkileyip etkilemeyeceğini merak etmeye başladılar.

Kemik ve Yağ Arasındaki Çizgi

Öncül testi için, araştırmacılar kemik hücrelerinin sağlamlığını simüle etmek için kök hücreleri sertleştirilmiş bir hidrojel substrat içine normal hacimlerinde yerleştirdiler. Bir hafta sonra, kök hücrelerin büyük bir kısmı önceden kemik hücrelerine dönüştü.

Deney, yumuşatılmış bir hidrojel substratla tekrarlandı. Daha yumuşak ortamda, ön kemik hücreleri haline gelen kök hücrelerin sayısında belirgin bir düşüş vardı. Bununla birlikte, suyun hacmini yüzde 20 azaltmak için hücre suyu azaltıldığında, yumuşak alt tabakaya sahip olmakla birlikte, ön kemik hücreleri haline gelen kök hücre sayısı arttı.

Benzer bir deney cam kullanılarak gerçekleştirildi. Araştırmacılar, sert ortamı simule etmek için kök hücreleri cam üzerine yerleştirdiler ve az sayıda hücrenin yağ öncesi hücrelere dönüştüğünü buldular. Kök hücrelerin hacmi yüzde 20 oranında artıncaya kadar yağ hücrelerinin oluşumunda bir artış olduğu tespit edildi.

Araştırmacılar, hücrelerin hacminin değiştirilmesinin, çevresel baskılar altındaymış gibi davrandıklarını keşfetti.

Wyss Enstitüsünün çekirdek bir öğretim üyesi olan Biyolojik Mühimmat Mühendislik ve Harvard Malzeme Araştırma Bilim ve Mühendislik Merkezi direktörü Weitz, “Bu deneyler hakkında şaşırtıcı olan şey, hacmin hücre hakkında çok şey ile ilişkili olduğu gözlemidir ve hücrenin sertliğini ve hücre kaderini belirtir gibi görünüyor” diyor.

“Bu gözlemler ayrıca, gelecekteki biyoteknoloji uygulamaları için önemli olabilecek hücre akıbetinin harici araçlarında da etkilere sahip olabilir.”

Hücrenin hacmi veya dış ipuçları kök hücrelerin kaderi hakim faktör olup olmadığını yanı sıra, hacimde çeşitli değişiklikler etkilerini incelemek için gelecekteki çalışmalara ihtiyaç vardır.

Rejeneratif Tıpın Geleceği

Kök hücreler, rejeneratif tıpta ön plana çıkar ve araştırmacılara ve klinisyenlere hasarlı doku ve organları onarma veya değiştirme olanağı sağlar.

Bir kas hücresinden bir kırmızı kan ya da beyin hücresine kadar her tür özel hücreye gelişme kabiliyeti ile kök hücreler kalp hastalığından diş kaybına kadar çeşitli hastalık ve durumları tedavi etme potansiyeline sahiptir. Kemik iliği transplantasyonu, kök hücre tedavisinin bir formu halen yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kök hücreler aynı zamanda ilaç geliştirme ve kanser ve doğum kusurlarının nasıl oluştuğunun anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Bu hücreler arasında neyin farklılaşmasına neden olduğunu öğrenmek, araştırmacıların davranışlarını etkileyen yöntemler üretmesine ve eninde sonunda yeni tedaviler geliştirmesine yardım edecektir.

Hücre sertliği veya hacmi gibi fiziksel ipuçlarının yanı sıra, kök hücre farklılaşması, bir dizi biyolojik faktör, farmasötik ilaçlar veya ışık, ultrason ve radyo frekansları gibi biyofiziksel ajanlardan etkilenebilir.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

You May Also Like

Düşünce için Sessizlik: İnsan Beynindeki Özel İnternöron Ağları

İnsan beyninin analizi; sinirbilimin temel amacıdır. Bununla birlikte, metodolojik nedenlerle, araştırmalar büyük…

Geniş Etkilere Sahip Bulgularda Çoğu ‘Sessiz’ Gen Mutasyonun, Nötr Değil Zaralı Olduğu Ortaya Çıktı

1960’ların başında, Michigan Üniversitesi mezunu Marshall Nirenberg ve diğer birkaç bilim insanı,…

Elektrik Üretmek için Vücudun Kendi Şekerini Kullanan Ultra İnce Yakıt Hücresi

Glikoz, yediğimiz gıdalardan aldığımız şekerdir. Vücudumuzdaki her hücreye güç veren yakıttır. Glikoz,…

BioNTech CEO’su Uğur Şahin: Hasarlı veya eski organların yaşlanma süreci tersine çevirilebilir

Prof. Dr. Uğur Şahin, gelecekte hasar görmüş organların gençleştirilmesinin mümkün olabileceğine inandığını…