Vücudun Reddetmeyeceği Bir Yapay Organ

Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde yürütülen üç boyutlu doku ve organ basımı çalışmalarında tıpta çığır açacak bir buluş yapıldı. Dünyada ilk kez canlı hücreler kullanılarak 3B biyo-yazıcıyla üretilen aort dokusu sayesinde artık insan vücudunun yapay organı reddetmesi dönemi kapanıyor. TÜBİTAK’ın destek verdiği projede, Doç. Dr. Bahattin Koç ve ekibi, hidrojelle desteklenen canlı hücreleri mürekkep olarak kullandı.

Yaklaşık iki yıl önce başlayan çalışmaların hedefi, canlı hücreler kullanarak doku veya organların bir bölümünü 3B biyo-yazıcılarla üretmek. Koç, üretime aort ile başlamalarının nedenini şöyle açıklıyor: “Aort damarı vücuttaki en büyük damar olduğu için vücudun başka yerinden alınacak damarla tedavisi mümkün değil. Tedavide sentetik damarlar kullanılıyor ama insanın kendi damarları gibi olmuyor. İkinci sebepse, 3 boyutlu yazıcıyla doku ve organ üreteceksek, bu doku ve organların beslenmesi için damar dokusu oluşturulmasının gerekliliği.” Bu çalışma sayesinde, karında bulunan aort damarı, hastanın kendi hücre veya kök hücreleri kullanılarak üretilebilecek. Böylece vücudun yapay dokuyu reddetmesi gibi bir durum ortadan kalkmış oluyor.

Tıp dünyasının geleceğine yön veren 3B yapay doku ve organ çalışmaları katmanlar halinde gerçekleştiriliyor. Bir aort dokusunun bu şekilde üretilmesi toplamda sadece 2 saat sürüyor. Tabii önce damar dokusunun planlaması yapılarak, çeşitli algoritmaların geliştirilmesine ihtiyaç var. Bilgisayarda yapılan bu işlem sayesinde hücrelerin 3 boyutlu yapısı elde ediliyor. Önceki aşamalarda hayvanlardan elde edilen hücreler kullanılıyordu. Ama bu kez aynı basım tekniği insan hücreleriyle gerçekleştirildi. Tabii vücudun dışına çıkarıldıklarında zayıflayan bu hücrelerin desteklenerek güçlendirilmeleri de gerek. Hücrelerin biyo-mürekkep olarak kullanıldığı teknikte, birbirlerine tutunmaları ve desteklenmeleri için hidrojel kullanıldı. Daha önce yapılmış doku mühendisliği çalışmalarından farklı olarak, hidrojelin kullanılmasıyla, tüm hücrelerin birbirlerini tamamen desteklemesinin başarıldığı bu büyük çalışma, vücut için en uygun organın üretilmesi adına oldukça önemli.

İnsan damar dokusu üç farklı hücre tipinden oluşuyor: Fibroblast, endotel ve düz kas hücreleri. Doç. Dr. Bahattin Koç liderliğinde yürütülen bu çalışmada öncelikle sadece fibroblast hücreler kullanıldı. Bunlar, bağ dokusunun ana hücreleri. Düz kas hücreleri, adından da anlaşılabileceği gibi iç organlardaki kaslarda bulunuyor. Endotel hücrelerse damarların iç tabakasını oluşturuyor. Ekibin bir sonraki hedefi, endotel ve düz kas hücrelerinin de kullanılmasıyla, elde edilen bu yapay dokunun daha da güçlendirilmesini sağlamak olacak.