Yapay embriyo ile embriyonik yaşam yakından incelenebilecek

Cambridge Üniversitesi’nde erken embriyo gelişiminin kök hücre kullanılarak ana rahmi olmaksızın taklit edilmesi üzerine çalışmalar yapan Embriyoloji Uzmanı Dr. Berna Sözen, araştırması hakkında Esra Öz’e konuştu.

Yapay embriyo ile embriyonik yaşam yakından incelenebilecek

Yapay embriyo modeli neden önemli?

Bir yumurta bir sperm tarafından döllendikten yaklaşık 5-6 gün sonra, mikron (milimetrenin binde biri) boyutlarında olan embriyo ana rahmi içerisine yerleşmeye başlar. Gelişimsel bozukluklarla da dahil olmak üzere, embriyo gelişimindeki en önemli olayların çoğu, bu aşamadan kısa bir süre sonrasında gerçekleşir. Gelişimde bu kadar önemli olmasına karşın, ana rahmine gömülmüş olan erken haftalardaki embriyoyu yaklaşık 6-8 haftaya ulaşana kadar görebilmek, izleyebilmek mümkün değildir. Gelişimsel süreçte embriyoyu izleyemediğimiz bu dönemde yaşanan genetik aksamalar ise düşüklerin üçte ikisinden fazlasının nedenidir. Erken gebelik kayıpları olarak adlandırılan bu klinik tablo genellikle bir kadının hamileliğinin dahi farkında olmayabileceği çok erken dönemdeki embriyo kaybıdır.

İşte bu noktada embriyo gelişiminin çok erken evrelerini anlamak ilgi çekicidir çünkü bu bilgi, önemli sayıda insan gebeliğinin neden başarısızlıkla sonuçlandığını açıklamaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, insan embriyoları bu tür laboratuvar araştırmaları için kısıtlı sayıdadır ve etik sınırlandırmalar nedeni ile araştırmalara tamamen açık değildir. Yaklaşık 5 sene önce Cambridge Üniversitesi’nde başlayan çalışmalarımızda, sperm ve yumurta olmaksızın, vücudun ‘ana hücrelerini’ yani embriyonik dönem kök hücreleri kullanarak, erken gelişim dönemini taklit edebilen ‘yapay embriyolar’ oluşturmayı ve böylece şimdiye kadar saklı kalmış embriyonik gelişimin temellerini araştırmayı amaçladık. Bu süreçte biri Science diğeri Nature Cell Biology olmak üzere iki ardışık bilimsel yayınımızda memeli modeli olarak fare kök hücrelerini kullanarak oluşturduğumuz yapay embriyo modeli ile araştırmacıların ‘doğal embriyo’ üzerinde çalışmak zorunda kalmadan embriyo gelişimin anahtar aşamaları üzerinde araştırmalar yapabileceğini gösterdik. Bu sistem gelişim bilimleri ile uğraşan temel bilimcilere eşsiz gözlem ve araştırma imkanları sağlıyor.

Petri kabı içerisinde izlenebililen embriyonik yaşam

Embriyo yaklaşık 3 haftalık olduğunda temel vücut planını oluşturan doku-organ gelişimi oluşmaya başlar. Gelişimde ‘Gastrulasyon’ olarak tanımlanan bu dönem hayatın en önemli ve özel dönemi olarak bilinir ve insan embriyosu da dahil olmak üzere omurgalı canlı türlerinin hemen hepsinde ortak görülen bir evredir. İnsan gelişimine baktığımızda bu dönemin gebeliğin 3. haftası içerisinde gerçekleştiğini biliyoruz ki bu dönemdeki bir embriyo yaklaşık olarak 0.8 milimetre boyutlarındadır. Dolayısı ile bu günlerde bir haşhaş tohumundan daha küçük olan embriyonun ana rahminde incelenebilmesi olanaksızdır. Yani gelişimsel olarak tamamen bir kara kutu dönemidir.

Oluşturduğumuz yapay embriyo modelinde kök hücrelerin sadece görüntü olarak gerçek embriyoya benzer yapılar olmadığını, ilk iki haftaya ilişkin embriyonik gelişimi taklit etmelerinin ardından üçüncü haftadaki ilerlemiş gelişimi de başlattığını gözlemledik. Kök hücrelerin kendiliğinden organize olarak, önce embriyoyu meydana getiren vücut katmanlarını ve vücut eksenlerini oluşturduğunu, sonrasında ise doku-organ gelişiminin başladığını inceledik. Yani embriyonik hayatın en kritik ve izlenemeyen aşamalarından biri, bir petri kabı içerisinde izlenebilir hale geldi.

Kısırlık son mu bulacak?

Çalışmamız şu an fareler üzerinde devam etmekte, maksimum gelişim insan gebeliğinin yaklaşık 3. haftasına karşılık gelmekte. Doğal ve normal bir gebelikte bu dönem, embriyoların çoktan ana rahmine yerleştiği ve doku/organ gelişimlerinin başladığı dönemdir. Bundan sonrasında kalp-damar ve sinir sistemi gibi karmaşık yapılar gelişmeye başlar ve embriyo anne kaynaklarına bağımlı hale gelir. Şu an yapay embriyonun gelişmesine izin veren mevcut koşulları, ilerleyen gebelik dönemleri için elverişli değildir. Bu nedenle de ‘yapay fetüs’ kavramına kapıları kapatmaktadır. İleride (ki bu çok çok uzun yılları kapsayabilir) anne kaynaklarını da karşılayabilecek yapay sistemler geliştirilebilir ise yapay embriyoların da gelişim potansiyellerinde bir artış olabileceğini düşünmek yanlış olmaz. Ancak, şu an için, yapay bir embriyodan sağlıklı bir cenin gelişebileceğini söylemek çok zor. Bu nedenle kısırlığa çözüm olmak yapay embriyodan bebek oluşumu olarak algılanmamalıdır.  Bizim çalışmamızın ve dünyada bu alanda yapılan diğer çalışmaların esas amacı şimdiye kadar saklı kalmış insan gelişiminin temellerini anlamaya yöneliktir.

 

Avatar
Ailelerin ve uzmanların tercih ettiği yayın. Anne bebek çocuk sağlığı, gelişimi ve beslenmesi.