Bugün öğrendim ki: Vazektomi sonrasında vas deferens iki inç kadar yeniden büyüyebilir ve tekrar yapışarak spermin tekrar geçmesine ve doğurganlığın geri kazanılmasına olanak sağlayabilir.

---

Kaybolan doku veya organların yeniden büyümesi

İnsanlarda rejenerasyon, yaralanmaya yanıt olarak kaybedilen doku veya organların yeniden büyümesidir. Bu, yara yerini bir miktar yara dokusu tabakasıyla kapatmayı içeren yara iyileşmesinden veya kısmi rejenerasyondan farklıdır. Cilt, vas deferens ve karaciğer gibi büyük organlar gibi bazı dokular oldukça kolay yeniden büyüyebilirken, diğerlerinin bir yaralanma sonrası rejenerasyon kapasitesinin az veya hiç olmadığı düşünülmüştür.

Çok sayıda doku ve organ rejenerasyona teşvik edilmiştir. Mesaneler 1999'dan beri laboratuvarda 3D yazdırılmaktadır. Cilt dokusu in vivo veya in vitro olarak yenilenebilir. Yenilenmesi için uğraşılan diğer organlar ve vücut parçaları şunlardır: penis, yağlar, vajina, beyin dokusu, timüs ve küçültülmüş bir insan kalbi. Bilim insanlarının hedeflerinden biri, daha fazla insan organında tam rejenerasyonu teşvik etmektir.

Rejenerasyonu teşvik edebilecek çeşitli teknikler vardır. 2016 yılına kadar, doku rejenerasyonu bilim tarafından teşvik edilmiş ve işler hale getirilmiştir. Dört ana teknik vardır: aletle rejenerasyon;[1] materyallerle rejenerasyon;[2][3] ilaçlarla rejenerasyon[4][5][6] ve in vitro 3D baskı ile rejenerasyon.[3]

İnsan dokusunun tarihi

[düzenle]

Yaralanmamış dokuya sahip insanlarda, doku zamanla doğal olarak yenilenir; varsayılan olarak, yeni mevcut hücreler harcanan hücrelerin yerini alır. Örneğin, vücut on yıl içinde tam bir kemik yenilerken, yaralanmamış cilt dokusu iki hafta içinde yenilenir.[2] Yaralı dokuda, vücut genellikle farklı bir tepki verir. Bu acil durum yanıtı, klinik olarak[7] ve gözlem yoluyla kanıtlandığı gibi,[açıklık gerekli] rejeneratif bir yanıttan daha uzun bir süre boyunca yara dokusu oluşturmayı içerir. 2mm'nin altındaki tam kat yaralarda rejenerasyon genellikle skarlaşmadan önce meydana gelir.[8] 2008'de, 3mm'nin üzerindeki tam kat yaralarda, tam doku rejenerasyonunu teşvik etmek için bir malzemenin[açıklık getirin] yerleştirilmesi gerektiği bulunmuştur.[9][10]

3. derece yanıklar skarlaşarak yavaş iyileşirken, 2016'da tam kat fraksiyonel fototermoliz deliklerinin skarlaşmadan iyileştiği biliniyordu.[1] Tam kat ciltin %40'ına kadarı, dokunun çekirdeklenmesi yoluyla fraksiyonel bir desende, bir alanda skar bırakmadan çıkarılabilir.[1]

Bazı insan organları ve dokuları, yaralanma sonucu basitçe skarlaşmak yerine yenilenir. Bunlar karaciğer, parmak uçları ve endometriyumu içerir. İnsan vücudundaki dokuların pasif yerine konulması ve kök hücrelerin mekaniği hakkında artık daha fazla bilgi bulunmaktadır. Araştırmalardaki ilerlemeler, daha önce mümkün olduğundan çok daha fazla doku ve organın indüklenmiş rejenerasyonunu mümkün kılmıştır. Bu tekniklerin amacı, yakın gelecekte insan vücudundaki herhangi bir doku tipini yenilemek amacıyla bu teknikleri kullanmaktır.[kaynak belirtilmeli]

Rejenerasyon teknikleri

[düzenle]

2016 yılına kadar rejenerasyon, dört ana teknikle işler hale getirilmiş ve indüklenmiştir: aletle rejenerasyon;[1] materyallerle rejenerasyon;[2][3] 3D baskı ile rejenerasyon;[3] ve ilaçlarla rejenerasyon.[4][5][6] 2016 yılına kadar, aletle rejenerasyon, materyallerle rejenerasyon ve ilaçlarla rejenerasyon genel olarak in vivo (canlı dokular içinde) işler hale getirilirken, 3D baskı ile rejenerasyon genel olarak doku nakli için oluşturma ve hazırlama amacıyla in vitro (laboratuvar içinde) işler hale getirilmiştir.[3]

Alete göre

[düzenle]

Bıçak veya neşter ile kesikler genellikle iz bırakır, ancak iğne ile delinmeler iz bırakmaz.[1][11] 1976'da, diyabetik olmayan bir kişide 3'e 3 cm'lik bir yara izi insülin enjeksiyonları ile yenilenmiş ve araştırmacılar, önceki araştırmalara atıfta bulunarak insülinin dokuyu yenilediğini savunmuşlardır.[4][5] Anlatısal kanıtlar ayrıca bir şırınganın kol yara izinin yenilenmesine yardımcı olan iki değişkenden biri olduğunu vurgulamıştır.[4] Şırınga, seksen iki gün boyunca günde üç kez dört kadrana enjekte edildi.[4] Seksen iki gün sonra, birbiri ardına yapılan çok sayıda enjeksiyondan sonra yara izi çözüldü ve insan gözüyle gözlemlenebilir bir yara izi olmadığı belirtildi.[4] Yedi ay sonra alan tekrar kontrol edildi ve yine hiçbir yara izi görülemediği not edildi.[4]

1997'de, bir aletle oluşturulan 2 mm'nin altındaki yaraların yara izi bırakmadan iyileşebileceği kanıtlandı,[8][doğrulama başarısız] ancak 2 mm'den büyük yaralar yara iziyle iyileşti.[8][doğrulama başarısız]

2013'te domuz dokusunda, 0,5 mm'den az çapa sahip tam kat mikro doku kolonlarının çıkarılabileceği ve yenilenen dokunun yara dokusu değil, rejeneratif doku olduğu kanıtlandı. Doku, bir kare alanın %40'ından fazlası çıkarılarak fraksiyonel bir desende çıkarıldı; ve kare alandaki tüm fraksiyonel tam kat delikler skarlaşmadan iyileşti.[12] 2016'da bu fraksiyonel desen tekniği insan dokusunda da kanıtlandı.[1] 2021'de daha fazla insan aletleri içeren yeni teknolojilerin yanında skar bırakmayan iyileşme olasılığına dikkat ediyordu.[13]

Materyallerle

[düzenle]

Genel olarak, insanlar yaralı dokuları 2 mm'ye kadar sınırlı mesafelerde in vivo olarak yenileyebilir. Yara mesafesi 2 mm'den ne kadar uzaksa, yara rejenerasyonunun o kadar çok teşvike ihtiyacı olacaktır. 2009 yılına kadar, materyaller kullanılarak 1 cm'lik bir doku yırtığında maksimum indüklenmiş rejenerasyon elde edilebilirdi.[2] Yarayı köprüleyen materyal, hücrelerin yara boşluğunu geçmesine izin verdi; materyal daha sonra bozuldu. Bu teknoloji ilk olarak 1996'da kırık bir üretrada kullanıldı.[2][3] 2012'de materyaller kullanılarak in vivo olarak tam bir üretra restore edildi.[3]

Makrofaj polarizasyonu, cilt rejenerasyonu için bir stratejidir.[14] Makrofajlar, dolaşımdaki monositlerden farklılaşır.[14] Makrofajlar, M1, pro-inflamatuar tipten M2, pro-rejeneratif tipe kadar değişen bir dizi fenotip sergiler.[14] Materyal hidrojel'ler makrofajları in vitro olarak anahtar M2 rejeneratif fenotipe polarize eder.[14] 2017'de hidrojel'ler, domuzlarda yara izlerinin kısmi çıkarılmasından sonra ve domuzlarda tam kat yara kesilerinden sonra saç kökleri ile tam cilt rejenerasyonu sağladı.[14]

3D baskı ile

[düzenle]

2009'da, uzun difüzyon mesafesine sahip içi boş organların ve dokuların rejenerasyonu biraz daha zorluydu. Bu nedenle, uzun difüzyon mesafesine sahip içi boş organların ve dokuların yenilenmesi için dokunun bir 3D yazıcı kullanılarak laboratuvar içinde yenilenmesi gerekiyordu.[2]

İn vitro 3D baskı ile yenilenen çeşitli dokular şunları içerir:

Laboratuvarda indüklenen ve yapılan ilk organ mesaneydi, bu 1999'da yaratıldı.[15]

2014'e kadar, 3D yazıcı tarafından çeşitli dokular yenilenmişti ve bu dokular şunları içeriyordu: kas, vajina, penis ve timüs.

2014'te, konseptüel bir insan akciğeri ilk kez laboratuvarda biyo-mühendislik ile üretildi.[16][17] 2015'te laboratuvar tekniğini sağlam bir şekilde test etti ve bir domuz akciğerini yeniledi.[16][17] Domuz akciğeri daha sonra bir immünsupresif ilaç kullanılmadan bir domuza başarıyla nakledildi.[16][17]

2015'te araştırmacılar laboratuvar içinde bir kanıt ilkesi biyo-uzuv geliştirdiler; ayrıca herhangi bir uzuv testinin insanlarda en az on yıl alacağını tahmin ettiler. Uzuv tamamen işlevsel cilt, kaslar, kan damarları ve kemikler sergiledi.[18]

Nisan 2019'da araştırmacılar bir insan kalbini 3D yazdırdı.[19] Prototip kalp, insan kök hücreleriyle yapıldı ancak sadece bir tavşan kalbi büyüklüğünde.[19] 2019'da araştırmacılar bir gün büyütülmüş bir kalp versiyonunu insanlara yerleştirmeyi umuyorlardı.[19]

Vaskülarize Organların Üretiminde Kullanılan 3D Baskı Türleri

[düzenle]

Ekstrüzyon

Ekstrüzyon tabanlı baskı, malzemenin bir nozülden itildiği ve bir yüzeye veya ortama ekstrüde edildiği bir baskı türüdür. Malzeme ekstrüde edilirken, malzemenin karmaşık şekillerde yerleştirilebilmesi için ya nozül ya da baskı tablası hareket ettirilir. Bir 3D yapı oluşana kadar katman katman malzeme yerleştirilir. Ekstrüde edilen malzeme sıvı olarak çıkar ve malzemenin kimyasal veya fiziksel özelliklerine bağlı olarak çeşitli yollarla katılaşır. Örneğin, malzeme, ışığın malzemeyi katılaşmaya aktive ettiği fotoreseptif polimerizasyon kullanılarak katılaştırılabilir. Malzeme ayrıca kimyasallar veya enzimler kullanılarak sertleştirilebilir.[20] Ekstrüzyon tabanlı baskıda kullanılan biyo-mürekkep örnekleri arasında bazı alginatlar, hyaluronik asit ve gellan zamkı bulunur.[21]

Mürekkep Püskürtmeli

Mürekkep püskürtmeli baskı, ekstrüzyon tabanlı baskıya benzer şekilde, katmanlar halinde malzemelerin üst üste yerleştirildiği ve çeşitli yöntemler kullanılarak sertleştirilebileceği bir yöntemdir. Mürekkep püskürtmeli baskı ise, malzemenin bir malzeme akışı olarak yerleştirilmesi yerine, katmanlar oluşturmak için seçici konumlara damlacıklar halinde püskürtülmesiyle farklılık gösterir. Mürekkep püskürtmeli yazıcılar genellikle birden fazla mürekkep türünü aynı anda içerebilir ve bunlar arasında hızla geçiş yapabilir.[20] Mürekkep püskürtmeli baskıda kullanılan biyo-mürekkep örnekleri fibrinojen ve hidroksi-apatittir.[21]

SLA

SLA baskısı, bir lazerin fotoreaktif sıvı bir malzeme üzerine parlatılarak sertleştirildiği veya polimerize edildiği bir yöntemdir. Malzemenin bir nozülden veya jetten itilmesi yerine, malzeme büyük bir haznede durur ve yavaşça sertleştirilir. Malzemeyi sertleştirmek için ışık kullanması nedeniyle, SLA yazıcılar diğer yöntemlere kıyasla daha düşük bir hızda çok yüksek çözünürlük sunabilir. Bu yöntem genellikle protein iskeleleri ve diğer basılı biyolojik malzemeler için yapısal destek sağlamak için kullanılır.[20] SLA yazıcılarda kullanılan biyo-mürekkep örnekleri arasında fibrin, kollajen ve bazı alginatlar bulunur.[21]

Karmaşıklık dereceleri

[düzenle]

Seviye 1 Seviye 2 Seviye 3 Seviye 4
Cilt Kan damarı Mesane Kalp
Kas Trakea Karaciğer Tırnaklar
Kornea Endoteli Penis Üretra Pankreas

Baskı dokularıyla, 2012 yılına kadar, çeşitli akademik kurumlarda kabul gören rejeneratif karmaşıklığın dört kabul görmüş standart seviyesi vardı:

Seviye bir, cilt gibi düz doku yeniden oluşturulması en kolay olanıydı;[3]

Seviye iki, kan damarları gibi tübüler yapılar;[3]

Seviye üç, içi boş tübüler olmayan yapılar;[3]

Seviye dört, damarlanma nedeniyle yeniden oluşturulması açık ara en karmaşık olan katı organlardı.[3]

2012'de, 60 gün içinde, laboratuvar içinde yara izi bırakmayan dokuyu yarım posta pulu büyüklüğünden bir futbol sahası büyüklüğüne kadar büyütmek mümkündü. Karaciğer, sinir ve pankreas hariç çoğu hücre tipi vücut dışında büyütülebilir ve genişletilebilir, çünkü bu doku tipleri kök hücre popülasyonlarına ihtiyaç duyar.[3]

Üretilmiş Vaskülarize Organlar

[düzenle]

Kalp

[düzenle]

2024'te araştırmacılar, pluripotent kök hücreler (PSC) içeren bipazik bir biyo-mürekkep ile bir insan kalbini 3D yazdırabildiler. Önerdikleri ve test ettikleri teknik, önce organın dış özelliklerini yazdıracak, ardından daha önce basılmış yapının içine iç damarlanma gibi iç özellikleri yazdıracaktı. Her iki yazdırma seti de biyo-mürekkep filamentinin mikrojel ortamına yerleştirilmiş katmanlı yapılara ekstrüde edilmesiyle gerçekleştirildi. Bu tekniğe "SPIRIT" tekniği adı verildi ve önceki yöntemlere göre önemli ölçüde daha hızlı hızlarda tam boyutlu bir kalbin basılmasına olanak sağladı.[22]

Karaciğer

[düzenle]

2022'de araştırmacılar, vaskülarize insan karaciğer dokusu basmak için yeni bir yöntem önerdiler. Bu yeni yöntem, yedi farklı biyo-mürekkebi tutabilen ve karaciğer dokusunda farklı yapılar ve şekiller yazdırmak için bu farklı biyo-mürekkep'ler arasında hızla geçiş yapabilen bir 3D yazıcı kullanmaktan oluşuyordu. Organın genel karmaşıklığı nedeniyle, bütün bir karaciğer basamadılar ancak yine de yoğun bir şekilde vaskülarize karaciğer dokusu parçaları basmayı başardılar.[20][22]

Böbrek

[düzenle]

2020'de 3D böbrek dokusu baskısı için yeni bir teknik geliştirildi ve bu da minyatür, vaskülarize bir böbreğin başarılı bir şekilde oluşturulmasıyla sonuçlandı. Bunu yapmak için, iki biyo-mürekkeple beslenebilen ve biyo-mürekkebi bir tüp diğerini kaplayacak şekilde içi boş tüpler olarak ekstrüde eden bir ekstrüzyon yöntemi yazıcısı kullandılar. 2021'de araştırmacılar, biyo-mürekkepte uygun hücre tipine farklılaşmış PSC'ler kullanarak bu tekniği genişlettiler. PSC'lerin kullanılması, PSC'lerin kan damarlarının yapılarını oluşturmak için uygun hücre tiplerine farklılaştığından, zaten farklılaşmış hücrelerin doğru konumlara yerleştirilmesi gerekmediğinden artan vaskülarizasyona izin verdi.[20][22]

Akciğer

[düzenle]

2019'da, alveolleri yazdırmak için bir yöntem geliştirildi; bu yöntemde fotosensitif hidrojelin 2D dilimleri, alveollerin 3D yapısını oluşturmak için sırayla kürlenir. Bu, kolayca genişleyip daralabilen ancak aynı zamanda biyouyumluluğu koruyan yumuşak bir malzeme üretir. Hidrojelin kürlenme seviyesi, ışığı emen ve o konumdaki kürlenmeyi artıran katkı maddesi gıda boyası kullanılarak kontrol edilir. Bu, kürlemenin 3D şekilleri daha iyi oluşturmak için yönlendirilmesine izin verir. Bu yöntem fonksiyonel ve vaskülarize alveoller oluşturabildi. 2021'de bu teknik, mürekkep püskürtmeli bir baskı yöntemi kullanılarak iyileştirildi ve bu da alveolar yapının doğruluğunu ve hassasiyetini artırdı. Bu mürekkep püskürtmeli yöntemle araştırmacılar, artan stabilite ve sürfaktan salgısı ile fonksiyonel alveolar doku kısımları yaratabildiler.[20][22]

Penis

[düzenle]

2020'de araştırmacılar, tasarladıkları bir biyo-mürekkep kullanarak erkek genital doku onarımı için bir yöntem geliştirdiler. Bu biyo-mürekkep, vücutla uyumluluğunu ve iyileşme yeteneğini artırmak için mürekkebin yanı sıra kök hücreleri de içerecektir. Bir hidrojeli iskele, bir SLA yazıcısına konsept olarak benzer olan bir 3D baskı-ultraviyole foto çapraz bağlama stratejisi kullanılarak basıldı. Tasarımları, bir tavşan penisinin corpus cavernosum'unu başarıyla entegre edebildi. Bu basılı yapı, organa işlevsellik kazandırabildi ve doğurganlığını artırdı. İnsan hücreleri kullanılarak test edilmemiş ve oluşturulmamış olsa da, bu alanda ilerlemeler için daha fazla çaba gösterilmektedir.[22]

İlaçlarla

[düzenle]

Lipoatrofi, dokuda lokalize yağ kaybıdır. Konvansiyonel insülin enjeksiyon tedavisi kullanan diyabetiklerde yaygındır.[4] 1949'da, lipoatrofiye neden olmak yerine, diyabetlilere enjekte edildiğinde lokalize yağ kaybını yenilediği gösterilen çok daha saf bir insülin formu vardı.[4] 1984'te, farklı insülin enjeksiyonlarının aynı kişide cilt yağları oluşturma ile ilgili farklı rejeneratif yanıtlara sahip olduğu gösterildi.[5] Aynı vücutta, konvansiyonel insülin enjeksiyonlarının lipoatrofiye neden olduğu ve yüksek oranda saflaştırılmış insülin enjeksiyonlarının lipohipertrofiye neden olduğu gösterildi.[5] 1976'da, saflaştırılmış tek bileşenli domuz çözünür insülin ile 3 x 3 cm'lik bir lipoatrofik kol yara izinin tedavi edilmesinden sonra diyabetik olmayan bir kişide rejeneratif yanıtın çalıştığı gösterildi.[5][4] Bir şırınga, kusurun dört kadranına eşit olarak cildin altına insülin enjekte etti.[4] Kusurun tabanına eşit olarak dört ünite insülin katmanlamak için, kusurun her bir kadranı seksen iki gün boyunca günde üç kez bir ünite insülin aldı.[4] Seksen iki gün boyunca arka arkaya yapılan enjeksiyonlardan sonra kusur normal dokuya yenilendi.[4][5]

2016'da bilim insanları, ilaçlar kullanarak bir cilt hücresini başka herhangi bir doku tipine dönüştürebiliyordu.[6] Teknik, 2016'da tıbbi olarak bir endişe kaynağı olan genetik yeniden programlamadan daha güvenli olarak belirtildi.[6] Teknik, bir kimyasal kokteyli kullandı ve herhangi bir genetik programlama olmadan etkili yerinde rejenerasyon sağladı.[6] 2016'da, bu ilacın doku yaralanması yerinde doku yenilemek için kullanılması umuluyordu.[6] 2017'de bilim insanları beyin ve kalp gibi birçok hücre tipini cilde dönüştürebiliyordu.[23]

Araştırma

[düzenle]

İndüklenmiş rejenerasyon hakkında araştırma için bkz. § İndüklenmiş rejenerasyon.

Bilim insanları, cüzzam hastalığına neden olan bakterilerin armadillo konakçılarında karaciğeri canlı bir şekilde yenilediğini ve gençleştirdiğini buldular, bu da doğal olarak gelişen organizmalardan veya yeteneklerden elde edilen bilgiye veya bileşenlere dayalı yeni insan terapilerine olanak sağlayabilir.[24][25]

Doğal olarak yenilenen uzuvlar ve organlar

[düzenle]

Kalp

[düzenle]

Kardiyomiyosit nekrozu, yaralı miyokardı ölü hücrelerden temizlemeye yarayan ve onarımı uyaran bir inflamatuar yanıtı aktive eder, ancak yaralanmayı da uzatabilir. Araştırmalar, süreçte yer alan hücre tiplerinin önemli bir rol oynadığını öne sürmektedir. Özellikle monosit kaynaklı makrofajlar iltihaplanmayı tetikleme eğilimindeyken kardiyak rejenerasyonu inhibe ederken, doku yerleşik makrofajlar doku yapısının ve işlevinin restorasyonuna yardımcı olabilir.[26]

Endometriyum

[düzenle]

Menstrüel döngü yoluyla parçalanma sürecinden sonra endometriyum hızla yeniden epitelize olur ve yenilenir.[27] Kesintisiz bir morfolojiye sahip dokular (yaralanmamış yumuşak doku gibi) tutarlı bir şekilde tamamen yenilenirken; endometriyum, morfolojinin bozulması ve kesintiye uğramasından sonra tutarlı bir şekilde tamamen yenilenen tek insan dokusudur.[27] Uterusun iç astarı, aylık olarak yaklaşık 7 günlük bir pencerede dökülme ve onarım olmaksızın hızlı döngüsel dökülme ve yenilenmeye giren tek yetişkin dokusudur.[28] Diğer tüm yetişkin dokular, hızlı dökülme veya yaralanma üzerine skarlaşabilir.[kaynak belirtilmeli]

Parmaklar

[düzenle]

Mayıs 1932'de L. H. McKim, amputasyon sonrası bir yetişkin parmak ucunun yenilenmesini tanımlayan bir rapor yayınladı. Montreal Genel Hastanesi'nde bir ev cerrahı, bir enfeksiyonun yayılmasını durdurmak için distal falanksinin amputasyonunu geçirdi. Ameliyattan bir aydan kısa bir süre sonra, röntgen analizi kemiğin yeniden büyümesini gösterirken makroskopik gözlem tırnağın ve cildin yeniden büyümesini gösterdi.[29] Bu, yetişkin insan parmak ucu rejenerasyonunun en eski kaydedilmiş örneklerinden biridir.[30]

1970'lerde yapılan çalışmalar, kazalarda parmak uçlarını kaybeden 10 yaşına kadar olan çocukların, yaraları cilt flepleriyle kapatılmadığı sürece (bu tür acil durumlarda fiili tedavi), ay içinde parmak ucunu yeniden büyütebildiğini gösterdi.[31][32] Bu genellikle bir parmak izi olmaz ve tırnak parçasının herhangi bir kısmı kalırsa, genellikle yuvarlak yerine kare şeklinde geri büyür.[31][32]

Ağustos 2005'te, o zamanlar altmışlarının başlarında olan Lee Spievack, sağ orta parmağının ucunu ilk falanksının hemen üzerinden kazara kesti. Doktor olan kardeşi Dr. Alan Spievack, rejenerasyon üzerine araştırma yapıyordu ve ona McGowan Rejeneratif Tıp Enstitüsü'nden Dr. Stephen Badylak tarafından geliştirilen toz haline getirilmiş ekstraselüler matriksi sağladı. Bay Spievack yarayı tozla kapladı ve parmağının ucu dört hafta içinde yeniden büyüdü.[33] Haber 2007'de yayınlandı. Ben Goldacre, bunu "hiç var olmamış eksik parmak" olarak tanımladı ve parmak uçlarının yeniden büyüdüğünü iddia etti ve Leeds Üniversitesi'nde el cerrahisi profesörü olan Simon Kay'i alıntıladı; Goldacre'ın sağladığı resme dayanarak Kay, vakayı görünüşte "oldukça dikkate değer bir iyileşme ile sıradan bir parmak ucu yaralanması" olarak tanımladı.[34]

Benzer bir hikaye CNN tarafından bildirildi. Deepa Kulkarni adında bir kadın, serçe parmağının ucunu kaybetti ve doktorlar başlangıçta hiçbir şey yapılamayacağını söyledi. Kişisel araştırması ve Badylak da dahil olmak üzere birkaç uzmanla yaptığı görüşme, rejeneratif tedavi görmesine ve parmak ucunu geri kazanmasına yol açtı.[35]

Böbrek

[düzenle]

Böbreğin rejeneratif kapasitesi son zamanlarda araştırılmıştır.[36]

Böbreğin temel fonksiyonel ve yapısal birimi, çoğunlukla dört bileşenden oluşan nefrondur: glomerulus, tübüller, toplayıcı kanal ve peritübüler kılcal damarlar. Memeli böbreğinin rejeneratif kapasitesi, alt omurgalılarındakilere kıyasla sınırlıdır.[kaynak belirtilmeli]

Memeli böbreğinde, akut bir yaralanmayı takiben tübüler bileşenin rejenerasyonu iyi bilinmektedir. Son zamanlarda glomerulusun rejenerasyonu da belgelenmiştir. Akut bir yaralanmayı takiben, proksimal tübül daha fazla hasar görür ve yaralı epitel hücreleri nefronun bazal zarından dökülür. Bununla birlikte, hayatta kalan epitel hücreleri, yaralanmadan sonra proksimal tübülün epitel astarını yenilemek için göç, farklılaşma kaybı, çoğalma ve yeniden farklılaşma yaşar. Son zamanlarda, tübüler rejenerasyonda böbrek kök hücrelerinin varlığı ve katılımı gösterilmiştir. Ancak böbrek kök hücreleri kavramı şu anda ortaya çıkmaktadır. Hayatta kalan tübüler epitel hücrelerine ve böbrek kök hücrelerine ek olarak, kemik iliği kök hücrelerinin de proksimal tübül rejenerasyonuna katıldığı gösterilmiştir, ancak mekanizmalar tartışmalı kalmaktadır. Kemik iliği kök hücrelerinin böbrek hücrelerine farklılaşma kapasitesini inceleyen çalışmalar ortaya çıkmaktadır.[37]

Diğer organlar gibi, böbreğin de balık gibi alt omurgalılarda tamamen yenilendiği bilinmektedir. Böbrek rejenerasyonu konusunda dikkat çekici bir kapasite gösteren bilinen bazı balıklar şunlardır: altın balığı, vatozlar, ışınlar ve köpekbalıkları. Bu balıklarda, böbrek yaralanması veya kısmi çıkarılmasından sonra tüm nefron yenilenir.[kaynak belirtilmeli]

Karaciğer

[düzenle]

İnsan karaciğeri, özellikle rejenerasyon yeteneği ile bilinir ve başlıca hepatositlerin unipotensi nedeniyle dokusunun sadece dörtte birinden bunu yapabilir,[38][39] Büyük ölçüde hepatositlerin unipotensi nedeniyle. Karaciğerin rezeksiyonu, kaybedilen kütle geri kazanılana kadar kalan hepatositlerin çoğalmasını tetikleyebilir ve karaciğerin tepkisinin yoğunluğu, rezeke edilen kütle ile doğrudan orantılıdır. Neredeyse 80 yıldır kemirgenlerde karaciğerin cerrahi rezeksiyonu, hücre çoğalmasını incelemek için çok yararlı bir model olmuştur.[40][41]

Parmak uçları

[düzenle]

Yaşlı insanlarda kangren ve yanıklarla hasar gören ayak parmakları da kangren için tıbbi tedaviden sonra tırnak ve ayak izi geri dönerek yeniden büyüyebilir.[42]

Vas deferens

[düzenle]

Vas deferens bir vazektomiden sonra tekrar birleşebilir - bu da vazektomi başarısızlığına yol açar.[43] Bu, vas deferensin epitelinin, bazı diğer insan vücudu parçalarının epiteline benzer şekilde, vas deferensin hasar görmesi ve/veya kesilmesi durumunda yenilenme ve yeni bir tüp oluşturma yeteneğine sahip olması gerçeğinden kaynaklanır.[44] Vas deferensin beş santimetresine kadar (veya iki inç) çıkarıldığında bile, vas deferens tekrar birleşebilir ve yeniden bağlanabilir - bu da spermin bir kez daha vas deferens içinden geçmesine ve akmasına izin vererek birinin doğurganlığını geri kazandırır.[44]

Cilt

[düzenle]

İnsan cildinin sınırlı bir rejenerasyon kapasitesi vardır ve yara iyileşmesi bu nedenle tipik olarak skar oluşumuyla sonuçlanır. Buna karşılık, fetal cilt yara izi bırakmadan iyileşebilir, bu olgu yara izi bırakmayan iyileşmenin altında yatan mekanizmaları ve bunların yetişkinlerde rejeneratif terapilere potansiyel uygulamalarını araştırmaya yöneltmiştir.[45]

İndüklenmiş rejenerasyon

[düzenle]

Başarıyla veya kısmen yenilenmesi indüklenmiş birkaç insan dokusu vardır. Birçoğu, yaralanma sonucu insanların organlarının ve dokularının yenilenmesi amacıyla yapılan yöntemleri ve araştırmaları içeren rejeneratif tıp konusunun altına girer. Rejeneratif tıbbın ana stratejileri, yaralanma yeri hücrelerinin farklılaşmasını tersine çevirmeyi, kök hücreleri nakletmeyi, laboratuvarda yetiştirilen doku ve organları implante etmeyi ve biyo-yapay dokuları implante etmeyi içerir.[kaynak belirtilmeli]

Mesane

[düzenle]

1999'da mesane, yedi hastaya verilen ilk yenilenmiş organdı; 2014 itibarıyla bu yenilenmiş mesaneler hala yararlanıcıların içinde işlev görmektedir.[15]

Yağ

[düzenle]

1949'da saflaştırılmış insülinin, lipoatrofisi olan diyabetlilerde yağı yenilediği gösterildi.[4] 1976'da, bir yara izine arka arkaya 82 gün enjeksiyon yapıldıktan sonra, saflaştırılmış insülinin yara izi bırakmayan bir kişide yağı güvenli bir şekilde yenilediği ve cildi tamamen yenilediği gösterildi.[4][5]

Yüksek yağlı bir diyet sırasında ve saç folikülü büyümesi sırasında, olgun adipositler (yağlar) birden fazla dokuda doğal olarak oluşur.[46] Yağ dokusu, doku rejenerasyonunun indüklenmesinde rol oynamıştır. Miyofibroblastlar, yara dokusundan sorumlu fibroblastlardır ve 2017'de yağ rejenerasyonunun miyofibroblastları yara dokusu yerine adipositlere dönüştürdüğü bulundu.[47][46] Bilim insanları ayrıca, cilt ve yağ rejenerasyonu amacıyla miyofibroblastların adipositlere dönüşümü için kemik morfojenetik proteini (BMP) sinyallemesini önemli olarak belirlediler.[47]

Kalp

[düzenle]

Kardiyovasküler hastalıklar dünya çapında önde gelen ölüm nedenidir ve 1990'da küresel ölümlerin %25,8'inden 2013'te %31,5'ine orantısal olarak artmıştır.[48] Bu, Afrika hariç dünyanın tüm bölgelerinde geçerlidir.[48][49] Ayrıca, tipik bir miyokard enfarktüsü veya kalp krizinde tahmini bir milyar kalp hücresi kaybedilir.[50] Bunun sonucunda oluşan yara izi, yaşamı tehdit eden anormal kalp ritimleri veya aritmiler riskini büyük ölçüde artırmaktan sorumludur. Bu nedenle, kalbin doğal olarak yenilenme yeteneği modern sağlık hizmetleri üzerinde muazzam bir etkiye sahip olacaktır. Ancak, birkaç hayvan kalp hasarını yenileyebilse de (örneğin aksolotl), memeli kardiyomiyositleri (kalp kası hücreleri) çoğalamaz (çoğalamaz) ve kalp hasarı yara izine ve fibrozise neden olur.[kaynak belirtilmeli]

İnsan kardiyomiyositlerinin yaşamın ilerleyen dönemlerinde oluşmadığı yönündeki önceki inanca rağmen, yakın tarihli bir çalışma bunun böyle olmadığını bulmuştur. Bu çalışma, Atom Çağı sırasında nükleer bomba testlerinden ve diğer radyoaktif kaynaklardan yararlanarak atmosferde karbon-14'ü (o zamana kadar Dünya tarihinde mevcut olanın büyük ölçüde bozunmuş hali) tanıttı ve dolayısıyla biyolojik olarak aktif sakinlerin hücrelerine dahil oldu.[51] Bu araştırma deneklerinin miyokardından DNA çıkardılar ve kardiyomiyositlerin 25 yaşından 75 yaşına kadar yılda %1 oranından yılda %0,45'e yavaşlayan bir oranda yenilendiğini, karbon-14 varlığını stabil ve bol miktarda bulunan karbon-12 ile karşılaştırarak buldular.[51] Bu, ortalama yaşam süresi boyunca orijinal kardiyomiyositlerin yarısından azının yenilenmesi anlamına gelir. Ancak, bu araştırmanın geçerliliği konusunda ciddi şüpheler ortaya çıkmıştır, normal yaşlanan kalpleri temsil etmede örneklerin uygunluğu dahil.[52]

İnsan kardiyak rejenerasyon potansiyelini destekleyen daha fazla araştırma yapılmıştır. p38 MAP kinazının inhibisyonunun yetişkin memeli kardiyomiyositlerinde mitozu indük ettiği bulundu,[53] iken FGF1 ve p38 MAP kinaz inhibitörleri ile tedavinin, kalp hasarı olan sıçanlarda kalbi yenilediği, yara izini azalttığı ve kardiyak fonksiyonu iyileştirdiği bulundu.[54]

Kalp rejenerasyonu için en umut verici kaynaklardan biri kök hücrelerin kullanımıdır. Farelerde, yetişkin kalbinde yerleşik bir kök hücre veya kardiyak progenitor popülasyonu olduğu gösterildi - bu kök hücre popülasyonunun, bir kalp dokusu ölümünde kaybedilenleri değiştirmek için kardiyomiyositlere farklılaşmak üzere yeniden programlandığı gösterildi.[55] Özellikle insanlarda, miyokardda, olgun kardiyak hücrelere farklılaşan progenitorler ile hücreleri yenileyen bir "kardiyak mezenkimal besleyici katman" bulundu.[56] Bu çalışmaların gösterdiği şey, insan kalbinde, sadece harcanan hücreleri değiştirmek için kullanılmak yerine gerektiğinde kalbi yenilemek için indük edilebilecek kök hücreler olduğudur.[kaynak belirtilmeli]

Hastalık nedeniyle miyokard kaybı genellikle kalp yetmezliğine yol açar; bu nedenle, kaybedilenleri yenilemek için kalbin başka yerlerinden hücre almak kullanışlı olacaktır. Bu, 2010'da olgun kardiyak fibroblastların doğrudan kardiyomiyosit benzeri hücrelere yeniden programlanmasıyla başarıldı. Bu, GATA4, Mef2c ve Tbx5 olmak üzere üç transkripsiyon faktörü kullanılarak yapıldı.[57] Kardiyak fibroblastlar tüm kalp hücrelerinin yarısından fazlasını oluşturur ve genellikle kasılma yapamazlar (kardiyojenik değildirler), ancak yeniden programlananlar kendiliğinden kasılabilirdi.[57] Önemli olan, hasarlı kalpten veya başka bir yerden gelen fibroblastların rejenerasyon için fonksiyonel kardiyomiyositlerin bir kaynağı olabileceğidir.[kaynak belirtilmeli]

Çalışan kardiyak hücreleri hasarlı bir kalbe enjekte etmek yalnızca kısmen etkilidir. Daha güvenilir sonuçlar elde etmek için, hücrelerden oluşan yapıların üretilmesi ve ardından nakledilmesi gerekir. Masumoto ve ekibi, insan iPSC'lerinden kardiyomiyosit ve vasküler hücre tabakaları üretmek için bir yöntem tasarladı. Bu tabakalar daha sonra sıçanların enfarktüslü kalplerine nakledildi ve bu da kardiyak fonksiyonun önemli ölçüde iyileşmesine yol açtı.[58] Bu tabakaların dört hafta sonra hala mevcut olduğu bulundu.[58] Kalp kapağı mühendisliği üzerine de araştırmalar yapılmıştır. İnsan hücrelerinden doku mühendisliği ürünü kalp kapakları in vitro olarak oluşturuldu ve bir insan olmayan primat modeline nakledildi. Bunlar, sekiz hafta sonra bile umut verici miktarda hücresel yeniden popülasyon gösterdi ve şu anda kullanılan biyolojik olmayan kapaklardan daha iyi performans gösterdi.[59] 2021'de araştırmacılar, farelerde tümör oluşumu olmadan hasarlı kalp rejenerasyonu için anahtarlanabilir bir iPSC'ler yeniden programlama tabanlı bir yaklaşım gösterdi.[60] Nisan 2019'da araştırmacılar, bir tavşan kalbi büyüklüğünde bir prototip insan kalbini 3D yazdırdı.[19]

Akciğer

[düzenle]

Kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH), günümüzdeki en yaygın sağlık tehditlerinden biridir. Dünya genelinde 329 milyon insanı etkilemektedir, bu da küresel nüfusun neredeyse %5'ine tekabül eder. 2012'de 3 milyondan fazla insanın ölümüne neden olan KOAH, üçüncü en büyük ölüm nedeniydi.[61] Daha da kötüsü, artan sigara içme oranları ve birçok ülkedeki yaşlanan nüfus nedeniyle, KOAH ve diğer kronik akciğer hastalıklarına bağlı ölümlerin sayısının artmaya devam etmesi beklenmektedir.[62] Bu nedenle, akciğerin rejenerasyon kapasitesindeki gelişmeler yüksek talep görmektedir.

Kemik iliğinden türetilen hücrelerin birden fazla hücre soyunun progenitor hücrelerinin kaynağı olabileceği gösterilmiştir ve 2004 tarihli bir çalışma, bu hücre tiplerinden birinin akciğer rejenerasyonunda rol oynadığını öne sürmüştür.[63] Bu nedenle, akciğer rejenerasyonu için potansiyel bir hücre kaynağı bulunmuştur; ancak, kök hücreleri indükleme ve farklılaşmalarını yönlendirmedeki ilerlemeler nedeniyle, akciğer rejenerasyonundaki büyük ilerlemeler tutarlı bir şekilde hastadan türetilen iPSC'lerin ve biyo-iskelelerin kullanımını içermiştir. Ekstraselüler matris, in vitro bütün organları oluşturmanın anahtarıdır. Tüm bir akciğerin hücreleri dikkatlice çıkarılarak, akciğer epitel hücreleri ve kondrosit popülasyonları eklendiğinde hücresel yapışmayı ve farklılaşmayı yönlendirebilecek bir "ayak izi" bırakıldığı bulunmuştur.[64] Bu, rejeneratif tıpta ciddi uygulamalara sahiptir, özellikle 2012 tarihli bir çalışma, embriyonik kök hücrelerden türetilen bir popülasyonu başarıyla saflaştırmış akciğer progenitor hücrelerini saflaştırmıştır.[65] Bunlar daha sonra üç boyutlu akciğer dokusu iskelelerini yeniden hücrelendirmek için kullanılabilir.[65]

2010 tarihli bir araştırma, canlı sıçanlara nakledilmek üzere in vitro tam akciğerler üretmek için ECM iskeleini kullandı.[66] Bunlar gaz alışverişini başarılı bir şekilde sağladı ancak yalnızca kısa süreler için.[66] Bununla birlikte, bu, insanlar için tam akciğer rejenerasyonu ve nakillerine doğru büyük bir sıçramaydı ve akciğer rejenerasyonu, insan olmayan bir primatta bir adım daha ileri gitti.[67]

Kistik fibrozis, akrabalıkla CFTR genindeki bir mutasyonla ilişkili, oldukça ölümcül bir başka akciğer hastalığıdır. Hastaya özgü akciğer epitelini in vitro yetiştirerek, kistik fibrozis fenotipini ifade eden akciğer dokusu elde edilmiştir.[68] Bu, rejeneratif tıbbi uygulamalar umuduyla hastalığın patolojisinin modellenmesi ve ilaç testlerinin yapılması içindir.[kaynak belirtilmeli]

Penis

[düzenle]

Peniler laboratuvarda başarıyla yenilenmiştir.[15] Peniler, yapısal karmaşıklıkları nedeniyle cilt, mesane ve vajinadan daha zor yenilenir.[15]

Omurilik sinirleri

[düzenle]

Omurilik yaralanması araştırmalarının bir amacı, nöro-rejenerasyonu, hasarlı sinir devrelerinin yeniden bağlanmasını teşvik etmektir.[69] Omurgadaki sinirler, yenilenmek için bir kök hücre popülasyonuna ihtiyaç duyan bir dokudur. 2012'de, omurilik paraplejisi olan Polonyalı bir itfaiyeci olan Darek Fidyka, Fidyka'nın koku soğanlarından koku kılıf hücrelerinin (OEC'ler) çıkarılmasını ve bu kök hücrelerin, önceki yaralanma bölgesine in vivo enjekte edilmesini içeren bir prosedürden geçti. Fidyka sonunda uzuvlarında, özellikle kök hücrelerin enjekte edildiği tarafta his, hareket ve duyum kazandı; ayrıca cinsel işlev kazandığını da bildirdi. Fidyka şimdi araba kullanabiliyor ve bir çerçeve yardımıyla biraz mesafe yürüyebiliyor. Omurilik sinirlerinin tam kesilmesinden duyusal işlevi geri kazanan dünyadaki ilk kişi olduğuna inanılıyor.[70][71]

Timüs

[düzenle]

Timüs bezi, normal sağlıklı bireylerde dejenere olan ilk organlardan biridir. Edinburgh Üniversitesi'nden araştırmacılar, yapı ve gen ifadesi profili açısından genç bir timüse benzeyen canlı bir organı yenilemeyi başardılar.[72]

Vajina

[düzenle]

2005 ile 2008 yılları arasında, Müllerian agenezi nedeniyle vajinal hipoplazisi olan dört kadına yenilenmiş vajinalar verildi.[73] Nakillerden sekiz yıl sonrasına kadar tüm organlar normal işlev ve yapıya sahiptir.[15]

Ayrıca bakınız

[düzenle]

Rejeneratif biyoloji

Klonlama

Dekellularizasyon

İndüklenmiş pluripotent kök hücre

Yaşam uzatma

Gençleşme (yaşlanma)

Kök hücre tedavileri

Doku mühendisliği

Referanslar

[düzenle]

Daha fazla okuma

[düzenle]

Strange, Kevin; Yin, Viravuth (Nisan 2019). "Bir İlaç Hasarlı Kalpleri ve Vücudun Diğer Bölümlerini Yenilemede Şaşırtıcı Bir Yeteneğe Sahip". Scientific American. Cilt 320, sayı 4. s. 56–61.