Siroz ve hepatit gibi birçok hastalık karaciğer yetmezliğine neden olabilir. Bu hastalıklardan mustarip hastalar için yeterli karaciğer miktarı mevcut değildir.
MIT, Rockefeller Üniversitesi ve Boston Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar eksikliği gidermek için, biyolojik olarak parçalanabilen bir doku iskeletine gömülü üç hücre tipi içeren küçük subunitler (altbirlikler) düzenleyerek, karaciğer dokusunu geliştirdiler.
Karaciğeri hasarlı fareler üzerine yapılan araştırmada, araştırmacılar karnın içine implante edildikten sonra küçük yapıların 50 kat arttığını ve normal karaciğer dokusu işlevlerini yerine getirebildiklerini keşfettiler.
Science Translational Medicine‘in 19 Temmuz sayısında çıkan çalışmanın yazarı Bhatia “Karaciğer mühendisliği kronik karaciğer hastalığından muzdarip milyonlarca insana yardımcı olabilir, ancak henüz karaciğer nakline müsait nitelikte değil” diyor.
Karaciğer Rejenerasyonu
Yeni implante edilebilir karaciğer, Bhatia’nın Laboratuvarı tarafından yapılan önceki çalışmalar üzerine kuruludur. 2011’de bir fare karnına implante edillen, kontak lensin boyutu ve şekli hakkında mühendislik kullanılmış bir doku iskeleti geliştirilmiştir. Orada karaciğer hücreleri farenin dolaşım sistemi ile bütünleşir ve böylece kan tedariki sağlanır ve normal karaciğer fonksiyonlarını yerine getirmeye başlar.
Bununla birlikte, bu implantlar 1 milyondan daha az hepatosit (karaciğerin kritik fonksiyonlarının çoğunu uygulayan hücreler) içeriyordu. Sağlıklı bir insan karaciğeri yaklaşık 100 milyar hepatosit içeriyor ve Bhatia, bu sayının en az % 10 ila 30’unun çoğu hastaya yardım etmek için gerekli olacağına inanıyor.
Araştırmacılar, hepatosit popülasyonunu artırmak için, karaciğer hücrelerinin önemli özelliklerinden yararlanmaya karar verdiler:
Karaciğer Hücrelerinin Yeni karaciğer Dokusu Oluşturmak için Çoğaltılabiliyor Olmaları
Bhatia “Karaciğer rejenere olabilen (tekrar kazanılan) organlardan biridir ve orta kök hücre olmaksızın bölünen olgun hücrelerdir.”
Boston Üniversitesi’nde Biyomedikal Mühendisliği Profesörü olan Christopher Chen ile birlikte çalışan Bhatia’nın Ekibi, kan damarlarının yapı taşları olan endotel hücrelerinin kordonlarının yanı sıra hepatositlerden ve fibroblastlerden yapılmış küresel “organoidler” içeren mikro-fabrikasyon yapıları tasarladı. Bu iki tür yapılar kalıplar halinde düzenlenir ve normalde kan pıhtılaşmasıyla ilgili katı bir protein olan fibrine (kan ve akkan serumunda bulunan, pıhtılaşma sırasında oluşan albüminli madde) gömülür.
Yapılar fare içine implante edildikten sonra, çevreden rejeneratif sinyaller alırlar. Büyüme faktörleri, enzimler ve molekülleri içeren bu sinyaller, karaciğer hasarının ortaya çıktığı zaman doğal olarak üretilir. Bu sinyaller endotel hücrelerini kan damarları oluşturacak şekilde uyarır ve orijinal dokunun 50 kat genişlemesi ile sonuçlanan hepatosit çoğalmasını uyaran faktörleri serbest bırakır.
Bhatia, “Çalışma bir organın tohum görevini üstlenebildiği düşüncesidir. Bu konuda gerçekten heyecan verici olan, ortaya çıkan dokunun mimarisinin vücuttaki karaciğer mimarisine çok benzediğidir.”
Bu durumda, araştırmacılar, tirozinemi adı verilen genetik karaciğer bozukluğu olan farelere doku yerleştirmek için Rockefeller Üniversitesi’nden Viroloji Profesörü Charles Rice ile birlikte çalıştılar. Onarım indükleyici bir ilaçla tedavi edildiğinde, bu farelerin karaciğerleri rejeneratif sinyaller üretmeye başladı. Buna bağlı olarak da araştırmacılar, transplant alan hastaların benzer sinyal üretebileceğini düşünüyorlar.
Araştırmacılar ayrıca bu implantlar için en iyi hücre kaynaklarını keşfediyorlar. Şu anda insan organlarından nakil yapılamayan karaciğer hücreleri kullanıyorlar; çünkü organlar donörden çıkarıldıktan sonra çok uzun süredir buzda tutuluyor ve bu sebeple bazı olağandışı anatomilere sahip.
