Kök Hücreler Kertenkelenin 250 Milyon Yıldan Sonra İlk Kez Mükemmel Kuyruğunu Yeniden Oluşturmasına Yardımcı Oluyor
USC Araştırmacıların deneyi, insanlarda yara iyileşmesini iyileştirme çabalarını bilgilendirmeye yardımcı olur.
Kertenkeleler kopmuş kuyrukları yeniden büyütebilir, bu da onları kayıp bir uzantıyı yeniden oluşturabilen insanlara en yakın akraba haline getirir. Ancak omurga ve sinirleri içeren orijinal kuyruk yerine, yedek yapı kusurlu bir kıkırdak tüpüdür. Şimdi, ilk kez, ABD’de USC liderliğindeki bir çalışma Doğa İletişimi kök hücrelerin kertenkelelerin daha iyi kuyruklar oluşturmasına nasıl yardımcı olabileceğini anlatıyor.
Çalışmanın ilgili yazarı Thomas, “Bu, herhangi bir sürüngen, kuş veya memelide kök hücre temelli terapi yoluyla bir uzantının yenilenmesinin önemli ölçüde iyileştirildiği tek vakadan biridir ve insanlarda yara iyileşmesini iyileştirme çabalarını bilgilendirir” dedi. Lozito, USC Keck Tıp Okulu’nda ortopedik cerrahi ve kök hücre biyolojisi ve rejeneratif tıp yardımcı doçenti.
Bu yeni ve geliştirilmiş kertenkele kuyrukları, “dorsoventral desen” olarak bilinen şeyi sergiler – yani üst veya dorsal tarafta iskelet ve sinir dokusu ve alt veya ventral tarafta kıkırdak dokusu vardır.
Lozito, “Kertenkeleler 250 milyon yıldan fazla bir süredir varlar ve tüm bu zaman boyunca hiçbir kertenkele dorsoventral desenli bir kuyruk büyütmedi,” dedi Lozito. “Laboratuvarım, desenli iskeletlere sahip ilk rejenere kertenkele kuyruklarını yarattı.”
Bunu başarmak için, USC ve Pittsburgh Üniversitesi’ndeki tıp fakültelerinden bilim adamlarından oluşan ekip, embriyonik gelişime kıyasla yetişkin rejenerasyonu sırasında kertenkele kuyruklarının nasıl oluştuğunu analiz etti. Her iki durumda da nöral kök hücreler veya NSC’ler (sinir sistemini oluşturan kök hücreler) merkezi bir rol oynar.
Yetişkin NSC’ler, iskelet ve sinir oluşumunu engelleyen ve kıkırdak büyümesini teşvik eden, kuyruğun her iki tarafını etkin bir şekilde “ventralize eden” moleküler bir sinyal üretir. Bu, yenilenmiş kuyrukların tipik bir özelliği olan kıkırdak tüpü ile sonuçlanır.
Bu ventralize edici sinyalin yokluğunda bile, yetişkin NSC’ler kuyruğun dorsal tarafı için yeni sinir dokusu üretemezler.
Buna karşılık, embriyonik NSC’ler bu “ventralize edici” sinyali yalnızca kuyruğun alt veya ventral tarafı haline gelen kıkırdak bölgesinde üretir. Bu arada, bu sinyalin yokluğunda üst veya dorsal tarafta iskelet ve sinir dokusu gelişir. Böylece kuyruk, orijinal embriyonik uzantıların karmaşık dorsoventral desenleme özelliğini kazanır.
Bununla birlikte, embriyonik NSC’ler yetişkin kuyruk kütüklerine implante edilirse, ventralize edici sinyale yanıt verirler ve dorsal yapılara dönüşemezler.
Bu engellerin üstesinden gelmek için Lozito’nun ekibi, embriyonik NSC’leri ventralize edici sinyale tepkisiz hale getirmek için gen düzenleme araçlarını kullandı ve bu hücreleri cerrahi olarak yetişkin kuyruk kütüklerine implante ederek mükemmel kuyrukların yenilenmesine yol açtı.
Lozito, “Bu çalışma bize bir organizmanın rejeneratif potansiyelini nasıl geliştireceğimiz konusunda temel bir uygulama sağladı” dedi. “Kusursuz yenilenmiş kertenkele kuyruğunu mükemmelleştirmek, kopmuş insan uzuvları ve omurilikler gibi doğal olarak yenilenmeyen yaralarda iyileşmeyi iyileştirmek için bir plan sağlar. Bu şekilde, kertenkele araştırmamızın iyileşmesi zor yaralanmaların tedavisi için tıbbi atılımlara yol açacağını umuyoruz.”
Referans: Thomas P. Lozito, Ricardo Londono, Aaron X. Sun ve Megan L. Hudnall, 14 Ekim 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-26321-9
Diğer ortak yazarlar arasında Pittsburgh Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Ricardo Londono ve Aaron X. Sun ve USC’den Megan L. Hudnall bulunmaktadır.
Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitülerinden biri olan Ulusal Genel Tıp Bilimleri Enstitüsü’nden R01GM115444 hibesiyle mümkün olmuştur.
.