Omurilik Tedavisi İçin Çip üretildi

MIT ve SMART Singapur bilim adamları tarafından oluşturulan küçük bir cihaz, omurilik yaralanmalarından muzdarip hastalar için hücre terapisi tedavisinin güvenliğini ve etkinliğini artırmak için kullanılabilir.

Hücre terapisinde klinisyenler, hastadan alınan bazı deri veya kan hücrelerini istenilen hücre tipine dönüştürerek pluripotent kök hücrelere dönüştürür. Bir omurilik hasarını tedavi etmek için, bu pluripotent kök hücreleri, omurilik hücrelerine farklılaşarak progenitör hücreler haline getirecekler. Bu progenitörler daha sonra hastaya geri verilir.

Bu yeni hücreler yaralı omuriliğin bir kısmını yenileyebilir. Ancak progenitörlere tamamen dönüşmeyen pluripotent kök hücrelerin tümöre dönüşme riski de vardır.

Bu araştırma ekibi, tamamen oluşmuş progenitör hücrelere herhangi bir zarar vermeden, farklılaşmamış hücrelerin (potansiyel olarak tümör haline gelebilenler) yaklaşık yarısını toplu halde çıkarabilen bir mikroakışkan hücre ayırıcı geliştirdi.

Özel kimyasallar gerektirmeyen yüksek verimli cihaz, dakikada 3 milyondan fazla hücreyi sıralayabiliyor. Buna ek olarak araştırmacılar, birçok cihazın birbirine zincirlenmesinin dakikada 500 milyondan fazla hücreyi sıralayabildiğini, bunun da bir gün hücre terapisi tedavilerinin güvenliğini artırmak için daha uygulanabilir bir yöntem haline geldiğini gösterdi.

Ayrıca, mikroakışkan hücre ayırıcıyı içeren plastik çip, bir fabrikada çok düşük maliyetle seri olarak üretilebilir, böylece cihazın uygun ölçekte uygulanması daha kolay olur.

SMART CAMP araştırma grup başkanı Jongyoon Han: Hastalar için harikalar yaratan, hayat kurtaran bir hücre terapisine sahip olsanız bile, bunu uygun maliyetli, güvenilir ve emniyetli bir şekilde üretemezseniz etkisi sınırlı olabilir. Ekibimiz bu sorunu çözebilmek için oldukça tutkulu çalışıyor. Bu tedavileri daha güvenilir ve kolay erişilebilir hale getirmek istiyoruz.

Riski azaltma  

Farklılaşmamış uyarılmış pluripotent kök hücrelerin oluşturduğu kanser riski, bu tip hücre terapisinde en acil zorluklardan biri olmaya devam etmektedir.

Han, “Tam olarak farklılaşmamış çok küçük bir hücre popülasyonunuz olsa bile bunlar yine de kanser benzeri hücrelere dönüşebilir” diye ekliyor.

Klinisyenler ve araştırmacılar genellikle yüzeylerinde belirli belirteçler arayarak bu hücreleri tanımlamaya ve ortadan kaldırmaya çalışırlar, ancak şu ana kadar araştırmacılar bu farklılaşmamış hücrelere özgü bir belirteç bulamadılar. Diğer yöntemler bu hücreleri seçici olarak yok etmek için kimyasal maddeler kullanır, ancak kimyasal arıtma teknikleri farklılaşmış hücrelere zararlı olabilir.

Hücreleri boyutuna göre sıralayabilen yüksek verimli mikroakışkan ayırıcı, daha önce CAMP ekibi tarafından on yılı aşkın bir çalışmanın ardından geliştirilmişti. Han, bunun daha önce bağışıklık hücrelerini ve mezenkimal stromal hücreleri (başka bir kök hücre türü) ayırmak için kullanıldığını ve şimdi ekibin kullanımını indüklenmiş pluripotent kök hücreler gibi diğer kök hücre türlerini de kapsayacak şekilde genişlettiğini söylüyor.

Araştırmanın yazarlarından Sing Yian Chew : Omurilik yaralanmalarından sonra doku onarımını geliştirmeye yönelik rejeneratif stratejilerle ilgileniyoruz, çünkü bu koşullar yıkıcı fonksiyonel bozulmaya yol açıyor. Ne yazık ki şu anda omurilik yaralanmaları için etkili bir rejeneratif tedavi yaklaşımı yok. Pluripotent kök hücrelerden türetilen omurilik progenitör hücreleri büyük umut vaat ediyor çünkü bunlar, doku yapısını ve fonksiyonunu eski haline getirmek için omurilikte bulunan tüm hücre türlerini üretebiliyorlar. Bu hücreleri etkin bir şekilde kullanabilmek için ilk adım, çalışmamızın amacı olan onların güvenliğini sağlamak olacaktır.”

Ekip, pluripotent kök hücrelerin kendilerinden türetilen progenitörlerden daha büyük olma eğiliminde olduğunu keşfetti. Pluripotent bir kök hücrenin farklılaşmadan önce çekirdeğinin kapatılmamış veya bastırılmamış çok sayıda gen içerdiği varsayılmaktadır. Hücre, belirli bir işlev için farklılaşırken artık ihtiyaç duymayacağı birçok geni bastırır ve çekirdeği önemli ölçüde küçültür. Mikroakışkan cihaz, hücreleri sıralamak için bu boyut farkından yararlanıyor.

Spiral sıralama 

Çeyrek boyutlu plastik çipteki mikroakışkan kanallar, farklı boyutlardaki hücreleri çıkaran bir giriş, bir spiral ve dört çıkış oluşturuyor. Hücreler çok yüksek hızlarda spiral boyunca zorlanırken, hücrelere merkezkaç kuvvetleri de dahil olmak üzere çeşitli kuvvetler etki eder. Bu kuvvetler, hücrelerin sıvı akışında belirli bir konuma odaklanmasına karşı etki yapar. Bu odaklanma noktası, hücrelerin boyutuna bağlı olacak ve onları ayrı çıkışlar aracılığıyla etkili bir şekilde sınıflandıracak.

Araştırmacılar, ayırıcıyı iki kez çalıştırarak, önce daha düşük bir hızda, daha büyük hücrelerin duvarlara yapışmasını ve daha küçük hücrelerin ayıklanmasını sağlayarak ardından daha büyük hücreleri ayırmak için daha yüksek bir hızda çalıştırarak, ayırıcının işleyişini geliştirebileceklerini fark ettiler.

Han, bir bakıma cihazın bir santrifüj gibi çalıştığını ancak mikroakışkan ayırıcının, sıralanan hücreleri seçmek için insan müdahalesine ihtiyaç duymadığını ekliyor.

Araştırmacılar, cihazlarının tek geçişte daha büyük hücrelerin yaklaşık yüzde 50’sini çıkarabildiğini gösterdi. Çıkardıkları daha büyük hücrelerin aslında daha yüksek tümör riskiyle ilişkili olduğunu doğrulamak için deneyler yaptılar.

“Bu hücrelerin yüzde 100’ünü ortadan kaldıramasak da bunun riski önemli ölçüde azaltacağına inanıyoruz. Umuyoruz ki orijinal hücre tipi, çok fazla farklılaşmamış hücreye sahip olmayacak kadar iyidir. O zaman bu süreç bu hücreleri daha da güvenli hale getirebilir.

Daha da önemlisi, standart üretim teknikleriyle uygun ölçekte üretilebilen düşük maliyetli mikroakışkan ayırıcıda herhangi bir filtreleme türü kullanılmaz. Filtreler tıkanabilir veya bozulabilir, bu nedenle filtresiz bir cihaz çok daha uzun süre kullanılabilir.”

Artık küçük ölçekte başarı gösterdikleri için araştırmacılar, saflaştırılmış hücrelerin in vivo olarak daha iyi işlev görüp görmediğini görmek için daha büyük çalışmalara ve hayvan modellerine başlıyorlar.

Farklılaşmamış hücreler tümör haline gelebilir, ancak vücutta başka rastgele etkilere de sahip olabilirler; dolayısıyla bu hücrelerin daha fazlasının çıkarılması, hücre terapilerinin etkinliğini artırmanın yanı sıra güvenliği de artırabilir.

Han: Bu faydaları in vivo olarak ikna edici bir şekilde gösterebilirsek, gelecekte bu teknik için daha da heyecan verici uygulamalar olabilir.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here