Bilim İnsanları “Hücre İçin” Yolu Aydınlatıcak Yeni Bir Yol Keşfettiler
ETH araştırmacıları, canlı hücre rehberi olan molekül modellerini çizmek için ışığı kullandıkları yeni bir yöntem geliştirdiler. Yaklaşım, çok hücreli organizmaların gelişimine daha yakından bakmayı sağlar. Ayrıca gelecekte yeni terapilerde bile rol oynayabilir.
Son derece karmaşık organizmalar, doğanın gerçek mucizelerinden biri olan tek bir hücreden ortaya çıkabilir. Morfojenler olarak bilinen maddeler, bu gelişmede önemli bir role sahiptir, yani hücrelere gitmeleri ve ne yapmaları gerektiği konusunda sinyal vermek. Bu sinyal molekülleri, vücut eksenlerinin oluşumu veya beynin kablolanması gibi biyolojik süreçlere rehberlik eder. Bu tür süreçleri daha ayrıntılı olarak incelemek için, araştırmacılar sinyal moleküllerini üç boyutlu uzayda canlı hücreler arasında konumlandırabilmelidir. Bu, Nicolas Broguiere ve Marcy Zenobi-Wong başkanlığındaki araştırma grubundaki meslektaşları tarafından geliştirilen yeni bir yöntemle mümkün oldu. Çalışmaları bugün Advanced Materials dergisinde yayınlanmaktadır.
Hücre, Nöron ve Işıkla Çizim
ETH Zürich Sağlık Bilimleri ve Teknolojisi Bölümü’nde Doku Mühendisliği ve Biyofabrikasyon Profesörü Zenobi-Wong, “Yaklaşımımız biyoaktif moleküllerin yüksek derecede hassasiyetle bir hidrojelde dağıtılmasını mümkün kılıyor,” diyor. Canlı hücreler hidrojelde kapsüllendiğinde, bu biyokimyasal sinyalleri tespit edebilirler. Böyle bir sinyal, sinir büyüme faktörü, sinir liflerinin hangi yönde büyüdüğünü belirler. İki foton paterni adı verilen bir yöntemde, araştırmacılar hidrojelde bu molekülün 3-B paternini çizmek için bir lazer kullandılar.
“Işığın malzemeye odaklandığı her yerde, sinir büyüme faktörünü hidrojele bağlayan kimyasal bir reaksiyonu tetikler,” diye açıklıyor Broguiere. “Işığa duyarlı hidrojelin tasarımını dikkatle optimize ettik, böylece sinyal molekülleri sadece lazere maruz kalan alanlara ve başka hiçbir yere yapışmaz.” Yeni yaklaşımları, bir milimetreden bin kat daha küçük detaylara sahip morfojenlerin “resimlerini” oluşturabilir. Araştırmacılar daha sonra bir mikroskopla nöronların haritalanmış deseni nasıl takip ettiklerini gözlemleyebiliyorlardı. Broguiere, “Bu yeni yöntemle, nöronları kendi biyokimyasal dillerini kullanarak 3-B’de etkili bir şekilde yönlendirebiliriz” diyor.
Sinir Lifleri Yırtıldığında
Birçok biyolog, hücrelere belirli bir yönde büyümelerini öğretmeyi uzun zamandır hayal ediyordu. ETH araştırma grubu tarafından geliştirilen yeni yaklaşım, onları bu rüyayı gerçekleştirmeye bir adım daha yaklaştırıyor. Zenobi-Wong ve Broguiere, inovasyonlarının tıp için de potansiyel faydalar sağladığına inanıyor – örneğin, bir kaza sırasında bir sinir koparsa, yeniden bağlanma gelişigüzel gerçekleşir ve tam işlev geri yüklenmez. Zenobi-Wong, “Hastaları bu yöntemle tedavi etmeye hazır olduğumuz izlenimini vermek istemiyorum,” diyor, ancak gelecekte yaklaşımımızın zarif bir versiyonu nöronlara doğrudan doğru yolu göstermeye yardımcı olabilir böylece sinir yaralanmalarından iyileşmesini artırır. “
