Gerçek kalp dokusu gibi atan doku yapıldı

Bir kalp hasar gördüğü zaman, örneğin şiddetli bir kalp krizi geçirdiği zaman, onarılması kolay değildir. Ancak bu hayati organı onarmak için çalışan bilim insanları, doğal kalp kasını benzer şekilde taklit eden, ayrıca sadece laboratuvarda değil, hayvan deneklere implante edildiğinde de çalışan kalp dokusuyapmayı başardılar.Araştırmacılar elde ettikleri son verileri Amerikan Kimya Derneği’nin (American Chemical Society ) Dallas’ta düzenlediği 247. Ulusal Toplantı ve Fuar etkinliğinde sundular.

‘Hasar görmüş bir kalbi tamir etmek, dünya üzerindeki milyonlarca insanın daha uzun yaşamasına yardımcı olabilir’ diyor Dr. Nasim Annabi. Kalplerinde büyük hasarlar olan  hastalar için (ör. kalp yetmezliği sonucu) en iyi tedavi, şimdilik organ nakli. Gercek bilim’in haberine göre; Ancak şu var ki organ nakli sırası bekleyen hasta sayısı, bağış sayısından çok daha fazla. Hastalar kalp nakli olabilse dahi, birtakım komplikasyonlar baş gösterebiliyor.

Kalp damarlarının tıkanması oksijen yetersizliği çeken kalp hücreleri için ideal çözüm dokunun onarılmasıdır. Bilim insanları en iyi onarım yöntemi için yıllardır çalışıyor. Mesele kompleks bir organ veya doku oluşturmak olunca, bu arayış birtakım faktörlerin işin içine girmesiyle oldukça karmaşıklaşıyor.

Geliştirilmiş bir cilt gibi basit uygulamalar halen kullanımda veya klinik denemeleri devam ediyor. Ama kalp kadar kompleks bir organ için doku üretmek çok daha fazla araştırma gerektiriyor. Bu zorlu görevle baş etmek ve 3 boyutlu kompleks dokular inşa etmek için Brigham ve Women’s Hastanesi, Bostondaki Harvard Tıp Okulu ve Avustralya Sydney Üniversitesi , doğal kalbin mekanik ve biyolojik özelliklerini taklit eden yapay bir kalp meydana getirmek için mikro ölçekli teknolojileri kullanarak, garip elastik bir hidrojel kombine ettiler.

Harvard Tıp Okulu’ndan Dr. Ali Khademhosseini ; ‘Kalplerimiz birer hücre yığını değil, bundan daha fazlası. Mimari olarak çok organize bir organ.’ diyor. Khademhosseini ve Annabi, hidrojel adı verilen  jelatin benzeri materyaller içeren doğal proteinlerle kalp kası üretebilmek için yıllardır çalışıyor. ‘Bu materyalleri tercih etmemizin nedeni, birçok bakımdan bu maddelerin vücudumuzun özgün ara maddelerini taklit etmeleri. Bu materyal yumuşak, fazlaca su ihtiva ediyor ve insan dokularına benziyor.’ diyor Khademhosseini.

Araştırma grubu hidrojellerin biyolojik, mekanik ve elektriksel özellikleriyle oynayarak vücudun farklı dokularının rejenerasyonunu yapabileceğini keşfetti.  Fakat bütün bu maddelerin insan vücudunda işe yaramadığı tek bir yer var. Aynı jelatin gibi hidrojeller önceden parçalanıyordu, fakat  insan kalpleri elastik. Kalp dokusunun elastikliği, kalp kasının atım sırasında kasılabilirliğini sürdürebilmesi için bir kilit nokta. Bunun üstüne araştırmacılar insanda bulunan tropoelastin denen esnek proteini kullanarak yeni bir jel ailesi geliştirdiler. Bu işe yaradı ve materyale gerekli elastikiyet ve gücü sağladı.

Şu var ki bir doku inşa etmek için, doğru materyali geliştirmek yeterli değil. Doğru hidrojelleri bulmak sadece bir başlangıç. Bunlar doku için bir kalıp görevi görüyor. Araştırmacılar gerçek kalp hücrelerini büyütüyorlar.

Khademhosseini’nin laboratuvarı hücrelerin doğru yapıda olduğundan emin olmak için 3-D görüntüleme ve mikromühendislik teknolojilerini kullanarak, jellerle bir model oluşturdular.  Bu modeller, hücrelerin araştırmacıların istediği şekillerde büyümesini sağlıyor. Sonuç olarak küçük kısımlardan oluşan kalp hücreleri elastik substratın içinde düzgünce şekillenerek senkronizasyon içinde atmaya başladılar.  Bu mikrodizilimli elastikhidrojeller günün birinde kardiyak(kalp) parçalar olarak kullanılabilir. Khademhosseini ve ekibi şimdi daha büyük hayvanlarla testlere başlayacak. Ayrıca bilim insanları bu elastik doğal hidrojelleri kan damarı, iskelet kası, kalp kapağı ve damarlı deri gibi dokuların rejenerasyonunda kullanacak.

Son yıllarda pek çok tıbbi projede boy gösteren hidrojeller sayesinde pek çok doku ve kıkırdak tamir edilebilir.