Birleşik Devletler’de en yaygın ölüm sebebi olan kalp hastalığının bu kadar ölümcül olmasının bir sebebi de, kalbin diğer organlardan farklı olarak hasar gördükten sonra kendini onaramaması. Belki de nihayetinde bir insan kalbinin tümüyle üretilmesini sağlayabilecek olan doku mühendisliği, işte bu yüzden kalp tıbbının geleceği için çok önemli.
Tepeden tırnağa bir insan kalbi oluşturmak için kalbi meydana getiren benzersiz yapıların kopyalanması gerekiyor. Bunlara, kalp attıkça bükülme hareketi meydana getiren sarmal geometrilerin yeniden oluşturulması da dahil. Uzun süredir bu bükülme hareketinin, kanın yüksek hacimlerde pompalanması için çok önemli olduğu düşünülmüş. Fakat hareketi tekrarlamanın çok zor olduğu görülmüş. Bu durumun bir sebebi de, farklı geometri ve hizalarda kalp oluşturmanın zor olması.
Şimdiyse Harvard Üniversitesi John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesinde (SEAS) çalışan biyomühendisler, insan kalbindeki karıncıkların sarmal ve hizalı atan kalp hücreleri taşıyan ilk biyohibrid modelini geliştirmişler. Araştırmacılar bu kas hizasının, aslında odacığın her kasılmasıyla birlikte pompalayabildiği kan miktarını önemli ölçüde artırdığını göstermişler.
Yeni gelişme, Odaklı Döner Jet Savrumu (FRJS) adlı yeni bir tekstil katkısı üretim yönteminin kullanılmasıyla mümkün olmuş. Yöntem, çapları birkaç mikrometreden yüzlerce nanometreye kadar değişen sarmal şekilde hizalı liflerin yüksek çıktıyla üretilmesine olanak sağlıyor. Kit Parker’ın Hastalık Biyofiziği Grubu’nca SEAS’ta geliştirilen FRJS lifleri, hücrelerin hizalanmasına yön vererek kontrollü mühendislik uygulanan yapıların oluşturulmasını sağlıyor.
Araştırma dört gün önce Science bülteninde yayımlandı.
SEAS’ta biyomühendislik ve uygulamalı fizik profesörü olan kıdemli yazar Parker, “Bu çalışma biyolojik organ üretimine yönelik atılan büyük bir adım niteliğinde” diyor. “Nihai hedefimiz olan nakil için insan kalbi üretmeye daha da yaklaşmamızı sağlıyor.”
Çalışmanın kökeni, yüzlerce yıllık bir gizeme dayanıyor. John Locke’un meslektaşı olduğu ve sayısız hastası arasında Kral 2. Charles’ın da yer aldığı İngiliz hekim Richard Lower, 1669 yılında çığır açan Tractatus de Corde eserinde kalp kaslarının sarmal biçimli dizilimini ilk defa fark etmiş.
Hekimler ve fizikçiler sonraki üç yüzyıl boyunca kalbin yapısını daha kapsamlı şekilde anlasalar da, bu sarmal kasların amacını incelemek hiç kolay olmamış.
Alabama Üniversitesi Birmingham Tıp Fakültesi Biyomatematik Bölümünün eski başkanı Edward Sallin, 1969 yılında kalbin bu sarmal diziliminin büyük tahliye kesirlerine ulaşmak için çok önemli olduğunu idda etmiş; yani odacığın her kasılımla pompaladığı kan yüzdesine…
SEAS’ta doktora sonrası araştırma görevlisi ve makalenin eş birinci yazarı olan John Zimmerman, “Hedefimiz, Sallin’in hipotezini test edebileceğimiz ve kalbin sarmal yapısının göreli önemini inceleyebileceğimiz bir model oluşturmaktı” diyor.
SEAS’taki araştırmacılar, Sallin’in kuramını test etmek üzere FRJS sistemiyle birlikte kalp hücreleri yetiştirebildikleri bükümlü liflerin hizasını kontrol etmişler.
Yazar: Leah Burrows/Harvard Üniversitesi John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
