Amerikalı araştırmacılardan çığır açan çalışma: Fare beyinleri, içinde insan hücresi taşıyacak şekilde uyarlandı!

ABD’deki sinirbilimciler, fareleri kendi beyinlerinin içinde işlevsel insan hücreleri taşıyacak şekilde uyarlamayı başardı. Araştırmacılar, yalnızca insanlarda görülen psikiyatrik ve nörogelişimsel hastalıklar için geliştirilen potansiyel tedavilerin artık bu laboratuvar kemirgenleri üzerinde test edilebileceğini umuyor.

Hayvanlar, beyin dokularının bir kısmı insan dokusu olacak şekilde genetik olarak mühendislikten geçirildi ve cerrahi olarak değiştirildi. Nature dergisinde yayımlanan bu çalışmanın, bağımsız etik incelemelerden geçirilerek yürütüldüğü ifade edildi.

Etik açıdan karmaşık olan bu çığır açıcı gelişmenin amacı, günümüzde etkili tedavisi bulunmayan beyin rahatsızlıklarının biyolojisini daha iyi anlamak.

Stanford Üniversitesi'nden araştırmanın lideri Prof. Sergiu Pașca, psikiyatrinin klinik deneylerde "en düşük başarı oranlarından birine" sahip olduğunu vurguladı ve şöyle devam etti: 

Klinik deney aşamasına geçen ve hayvan modellerinde gerçekten çok iyi çalışıyor gibi görünen ilaçlar bile klinikte dramatik bir şekilde başarısız oluyor. Bu da bize insan biyolojisi hakkında pek çok bilgiyi kaçırdığımızı ve bunu yakalamanın hayati önem taşıdığını gösteriyor,"

Stanford araştırmacıları; epilepsi, otizm ve serebral palsi gibi bazı karmaşık durumlar için bu yöntemin "dönüştürücü" olma potansiyeline sahip olduğunu söyledi. Pașca, "Burada, insan beyninin işlev alanlarını daha önce mümkün olmayan bir şekilde yakalamamıza olanak tanıyan yeni bir modele sahibiz," ifadelerini kullandı.

İşe 'gri cevher' ile başladılar

Bu araştırma, insan nöronlarının laboratuvar kemirgenlerine ilk kez nakledilişi olmasa da bilim insanları bu yaklaşımı bambaşka bir seviyeye taşıdı.

İşleme ilk olarak fareleri genetik olarak değiştirerek başladılar; böylece fareler, "gri cevher" olarak da bilinen ve beynin dış katmanını oluşturan serebral kortekslerini neredeyse hiç geliştiremedi. Serebral korteks; üst düzey düşünme, hafıza ve duyuları yönetir.

Ardından araştırmacılar, insanlardan alınan deri hücrelerini "yeniden programlayarak" beyin benzeri doku parçalarına dönüşmelerini sağladı.

"Organoid" olarak adlandırılan bu yapılar, kaplarda yetiştirilen bütün beyinler değil; birbirine bağlı, yaşayan hücre toplulukları. Bu organoidler fare beynine nakledildiğinde hücreler bölündü, kendilerini hayvanın mevcut beyin devresine göre organize etti ve farenin beyninin geri kalanı ile omuriliği arasında bağlantı kurdu.

Nakil yapılan farelerin korteksi kusursuz değil bu yüzden Sinirbilimci Dr. Ilary Allodi'nin belirttiğine göre bu insan-fare beyinlerinin taramaları "biraz dağınık" görünüyor.

"İnsan programını fare ortamının içinde tutuyorsunuz"

Ancak birkaç ay sonra insan hücreleri, farenin beyninin dış katmanı gibi görünmeye ve işlev görmeye başladı. Ameliyattan yaklaşık altı ay sonra bilim insanları fareleri bazı temel davranışsal testlerden geçirdi; masa üstündeki küçük bir alanda hareket ederken onları gözlemlediler. Pașca, farelerin "büyük ölçüde normal fareler gibi" performans gösterdiğini söyledi ve "Herhangi bir zihinsel/bilişsel artışları yok," diye ekledi.

Araştırmada yer almayan St Andrews Üniversitesi'nden sinirbilimci Dr. Ilary Allodi, bilim insanlarının yaptığı çalışmanın "çok etkileyici" olduğunu söyledi.

Allodi, özellikle fare beyninde bulunmayan, yalnızca insan ve diğer primat beyinlerinde bulunan hücre türlerinin nakil yapılan farelerde kendiliğinden oluştuğuna dikkat çekti.

BBC News'a konuşan Allodi, "İnsan programını fare ortamının içinde tutuyorsunuz; fare burada bir kuvöz gibi görev yapıyor," dedi.

Kısıtlı sayıda kullanılacak

Araştırmacıların katı etik ve hayvan refahı kuralları altında mühendislikten geçirildiğini ve yetiştirildiğini söylediği bu fareler, büyük olasılıkla kısıtlı sayıda laboratuvarda çok özel birkaç beyin rahatsızlığının incelenmesi için kullanılacak.

Yine St Andrews Üniversitesi'nden sinirbilimci Prof. James Ainge, gelişmenin teknik açıdan çok etkileyici olmasına rağmen bu farelerin "sınırlı bir kullanıma" sahip olabileceğini belirtti.

Ainge'e göre bu durum kısmen, "canlı insan beyin dokusunu bir farede büyütmenin etik sorunlarından ve bunun hayvanın deneyimi açısından ne anlama geleceğinden" kaynaklanıyor.