Gebelik sürecinde var olan ve her bebeğin gelişimi için hayati önem taşıyan plasenta, ancak küçük bir yemek tabağı boyutuna ulaşana kadar hızla büyüyen eşsiz bir organdır. Ancak bu organın nasıl geliştiğine dair kritik detayları henüz tam olarak bilmiyoruz.
Gebelik sırasında plasentayı incelemek oldukça zordur. Örnek almak enfeksiyon riskini artırabilir veya düşük tehlikesini tetikleyebilir. Doğum sonrası elde edilen plasenta dokusu ise erken formundan oldukça farklıdır. Hayvanların plasentası insan plasentasından farklılık gösterebildiği için bu çalışmaların da sınırlı faydası olmaktadır. Bu nedenlerle gebelik araştırmacıları, plasenta gelişiminin kritik erken evreleri hakkında yeterli bilgiye sahip olamamıştır.
Yapılan yeni bir araştırmada, laboratuvarda 3D yazıcı teknolojisi kullanılarak ilk yapay mini plasenta organoidleri üretildi. Bu gelişmiş organoidler, bilim insanlarına gebeliği incelemek ve preeklampsi gibi komplikasyonlara ışık tutmak için yeni yollar sunuyor.
Laboratuvardaki Minik Organlar
2009 yılında ilk kez tanımlanan organoidler, tıp araştırmalarında önemli bir atılım olmuştur. Bilim insanları, kök hücrelerden ve belirli bir jel ortamında bu hücreleri büyütüp kümelenmelerini sağlayarak çeşitli insan organlarından organoidler geliştirebilmektedir.
2018 yılında ise sadece plasentada bulunan trofoblast adı verilen hücrelerden ilk plasenta organoidleri üretildi. Araştırmacılar, laboratuvarda kopyalayarak erken gebeliğin gizli süreçlerini ortaya çıkarmak için plasenta organoidlerini kullanmaya başladılar.
Ancak bu araştırmaların çoğu, gerçek plasentanın büyüme ortamını yansıtacak şekilde modifiye edilemeyen hayvan kaynaklı jeller kullanılmasına dayanmaktadır. Ayrıca, hücreleri jellerin içine manuel olarak yerleştirmek, çok sayıda organoid üretmeyi zorlaştırmaktadır.
Plasentaların 3D Yazdırılması
Biyoyazım, canlı hücreler ve hücre dostu malzemeler kullanarak 3 boyutlu yapılar oluşturmayı sağlayan bir 3D baskı teknolojisidir. Araştırmacılar, plasentadan alınan trofoblast hücrelerini sentetik, kontrol edilebilir bir jel ile karıştırarak, tıpkı bir mürekkep püskürtmeli yazıcı gibi hassas damlacıklar halinde kültür kabına 3D olarak bastılar.
Basılan hücreler plasenta organoidlerine dönüştü ve bu organoidler, mevcut manuel yöntemlerle yapılanlarla karşılaştırıldı. Biyoyazımla üretilen jeldeki organoidlerin, hayvan kaynaklı jeldeki organoidlerden farklı geliştiği ve farklı sayıda hücre alt tipi oluşturduğu gözlemlendi. Bu durum, organoidlerin büyütüldüğü ortamın olgunlaşmalarını kontrol edebileceğini ortaya koydu.
Bu organoidler, insan plasenta dokusuna oldukça benzedi ve erken plasentanın doğru bir modelini sundu. Genç organoidleri jelden çıkarıp sıvı beslenme ortamında yüzdürmeleri sağlayarak hücrelerin kendi organizasyonlarını değiştirebildiler.
Plasenta organoidlerinin bu şekilde büyütülmesi, araştırmacılara erken gebelikteki kritik süreçleri incelemek, preeklampsi gibi ciddi durumların nedenlerini ortaya çıkarmak ve yeni tedaviler bulmak için yeni bir yol sağlamaktadır.
Plasentayı Anlamak Neden Önemli?
Gebelik komplikasyonları, dünya genelinde her yıl yüz binlerce anne ölümüne ve milyonlarca bebek kaybına neden olmaktadır. Plasenta fonksiyon bozukluğu ile ilişkili ciddi bir gebelik komplikasyonu olan preeklampsi, gebeliklerin %5-8'ini etkilemektedir. Bu durum, genellikle uyarı vermeden yüksek tansiyona neden olabilir ve organlara zarar verebilir.
Preeklampsi, erken doğuma ve hem anne hem de bebek için ciddi sağlık risklerine yol açabilir. Ayrıca annenin kalp hastalığı, diyabet ve böbrek hastalığı gibi uzun vadeli sağlık sorunları riskini artırır. Mevcut durumda, nedenleri tam olarak anlaşılmadığı için doğum dışında kesin bir tedavisi bulunmamaktadır.
Irk, yaş, obezite, mevcut yüksek tansiyon, diyabet, otoimmün bozukluklar ve yardımcı üreme tedavisi kullanımı gibi risk faktörleri, preeklampsi geliştirme olasılığı daha yüksek olan kadınları belirleyebilir. Kadınlar, gebeliğin erken dönemlerinden itibaren düşük dozda aspirin alarak bunu önleyebilirler, ancak araştırmacılar henüz tüm vakaları önlemenin etkili bir yolunu bulamamıştır. Preeklampsi gelişirse, kan basıncı değişikliklerini tedavi etmek için birkaç ilaç seçeneği mevcuttur, ancak tek tedavi bebeğin doğmasıdır. Bu durum sıklıkla erken doğuma ve erken doğan bebeklerin karşılaştığı zorluklara yol açmaktadır.
Daha İyi Mini Plasentalar Nasıl Yardımcı Olabilir?
Plasenta organoidleri ile gebelik komplikasyonları bulmacasının parçalarını birleştirmeye başlayabilir ve yeni ilaçları güvenli bir şekilde test edebiliriz. Örneğin, biyoyazımla üretilen organoidleri preeklampsili kadınlarda yüksek seviyelerde bulunan bir bağışıklık sinyaline maruz bıraktık ve ardından organoidlerin nasıl büyüdüğünü ve tepki verdiğini görmek için potansiyel tedavileri test ettik.
Bu çalışmalara ek olarak, genleri düzenlemek ve bu hassas süreçteki önemli oyuncuları ortaya çıkarmak için CRISPR gibi araçlar kullanarak gebeliği daha iyi anlamak üzere biyoyazımlı organoidler genişletilebilir. Bu modeller, enfeksiyonları incelemek ve ilaçların güvenliğini ve etkinliğini ölçekte test etmek için kullanılabilir.
Biyoyazım, doğruluğu, tekrarlanabilirliği artırır ve hem malzeme temini hem de ilaç testleri için hayvanlara olan ihtiyacı azaltır. Her ne kadar canlı bir vücutta testler için bazı hayvan araştırmaları hala kullanılsa da, bu hayvanlar olmadan araştırma yönünde önemli bir adımdır.
Bu modelleri geliştirdikçe, gebelik komplikasyonlarının hayatları riske atmadan önce tahmin edilebildiği, önlenebildiği ve tedavi edilebildiği bir geleceğe yaklaşıyoruz.
