Gelişmiş Sağlık Araştırma Projeleri Ajansı’nın (ARPA-H) 26,3 milyon dolarlık yeni bir federal sözleşmesi kapsamında, Stanford Üniversitesi’ndeki çok disiplinli bir araştırmacı ekibi, tam olarak işleyen bir insan kalbinin biyo-baskısını yapmayı ve onu beş yıl içinde canlı bir domuza yerleştirmeyi hedefliyor.
Stanford Kardiyovasküler Enstitüsü Mühendislik ve Tıp Okullarında biyomühendislik alanında yardımcı doçent olan Mark Skylar-Scott, “Bu gerçekten çok büyük bir çaba, ancak tam ve karmaşık bir insan organının biyobaskısını yapmak için gereken ham maddeler artık bu büyük adım için mevcut” dedi.
İhtiyaca göre ve hastaya özel insan organları (karaciğerler, akciğerler, böbrekler, beyin ve evet, insan kalbi) üretme vizyonu, yıllardır modern tıbbın heyecan verici bir hayaliydi, ancak kök hücre bilimi, hücre üretimi ve biyobaskı teknolojilerinin gelişmesiyle bu hayalin ulaşılabilir olduğu bir noktaya ulaşıldı.
Biyobaskı, plastik veya metal kullanmak yerine canlı dokuları hücre hücre basan bir 3 boyutlu baskı teknolojisidir. Skylar-Scott, en önemli gelişmenin artık hücreleri ve kan damarlarını bu dokulara basabilmemiz olduğunu söyledi.
Skylar-Scott: Damar sistemiyle birlikte implante edilebilecek ve hayatta kalabilecek büyük ve kalın dokular oluşturma yeteneği de geliyor. Böylece organ biyofabrikasyonu dönemi başlıyor.
Ölçekte sıçrama
Bu biyobaskı uzmanlığı, eskinin petri kabından, aynı anda milyarlarca kalbe özgü hücre üretebilen günümüzün reaktörlerine kadar hücre üretiminde dramatik bir sıçrama ile birleşiyor. Bunlar biyoyazıcının “mürekkebi” olacak.
Skylar-Scott, “Kalbin farklı hücre türlerini üretmek için otomatik bir biyoreaktör bankası kullanacağız” dedi.
Bu biyoreaktör bankasından milyarlarca ventriküler ve atriyal kardiyomiyosit, Purkinje liflerini oluşturan özel iletim hücreleri, kalbin hızını belirleyen hücreler olan düğüm hücreleri, ayrıca düz kas hücreleri, doku gelişimini destekleyen makrofajlar ve Elbette dokuyu canlı tutmak için kan damarı endotel hücrelerine ihtiyaç vardı. Skylar-Scott, ekibin her iki haftada bir kalp için yeterli hücre üretebileceğini tahmin ediyor.
“Bu çok sayıda hücreyi, kalbin tüm tasarım kurallarını uygulamak, uygulamak, uygulamak ve öğrenmek ve sonunda bir domuza implantasyon için tüm kalp ölçeğinde canlılığı ve işlevi optimize etmek için kullanacağız” dedi. Biyobaskılı insan kalbi, reddedilmeyi önlemek için ciddi konjenital immün yetmezliği olan bir domuza nakledilecek. Ancak ekibin yaklaşımı, aynı hastaya nakledildiğinde immünsüpresyon gerektirmeyebilecek, hastaya özel kök hücreleri kullanıyor. “Kendi hücrelerinizden oluşan kendi kalbiniz; rüyam bu” diye ekledi Skylar-Scott.
Projenin dramatik kapsamı, benzer biyofabrikasyon tesislerinin hasta insanlara implante edilmek üzere yeni kalpler, akciğerler, karaciğerler ve diğer organları üreteceği bir günün vizyonunu ortaya koyuyor; her biyobaskılı organ, hastası için mükemmel bir genetik eşleşme. Skylar-Scott, bu tür arzuların beklenmesi gerektiğini söyledi ancak o günün, hatta daha fazla değilse bile hâlâ onlarca yıl uzakta olduğuna inandığını da sözlerine ekledi. Yine de bu biyobaskı girişimi, organ mühendisliğinin ticarileştirilmesini ve tercüme edilmesini hızlandırmak için gerekli ve güçlü bir kavram kanıtı görevi görecek.
Uzmanlık ekosistemi
Bu tür olasılıkların tartışılması, Skylar-Scott’ı önümüzdeki zorlu mücadeleye tam anlamıyla dahil ediyor. Biyobaskı yapmak ve canlı bir yaratığa kalp yerleştirmek, herhangi bir araştırmacının becerilerinin çok ötesinde derin bir uzmanlık birikimi gerektirecektir. Bu bağlamda Skylar-Scott, bu projeyi mümkün kılan Stanford araştırma ekosistemine geri dönüyor.
Kendisi projenin baş araştırmacısı olsa da rüyayı gerçeğe dönüştürmek için ihtiyaç duyulan Stanford uzmanlarından oluşan tam ekip, derinliği ve genişliği açısından dikkat çekicidir. Mühendislik, biyokimya, bilgisayar modelleme, kardiyoloji, kalp-damar cerrahisi, biyoloji, malzeme bilimi ve daha birçok alanda uzmanlardan oluşur. Yalnızca Stanford, birbirine yürüme mesafesindeki tüm bu farklı ama birbiriyle ilişkili alanlarda liderliği yoğunlaştırıyor.
Skylar-Scott, Stanford’un kardiyovasküler tıp alanında gerçek bir mükemmellik merkezi olduğunu söyledi; Kardiyovasküler Enstitüsü, kök hücre türetme uzmanlığı ve vasküler uzmanların ham maddeleri sağladığı harika bir 3D biyobaskı ekosistemi ve materyal fakültesi ile birlikte nasıl kullanılacağını ve nasıl kullanılacağını düşünmek için malzemeleri birleştirin.
Skylar-Scott: Tüm bu kaynaklar tek bir yerde olduğunda, işbirliği yapmak ve oldukça harika şeyler yapmak daha kolay hale gelir.
Kaynak: Stanford
