Stanford Tıp araştırmacıları, laboratuvarda üretilen sinir devresi ile insan ağrı yolunu yeniden oluşturuyor. Nöroteknoloji ile geliştirilen Assembloid adı verilen model, ağrıya neden olan uyaranlara yanıt veriyor ve ağrı algısını değiştirdiği bilinen genetik mutasyonların etkilerini yansıtıyor. Bu yenilik, özellikle kronik ağrı veya aşırı duyarlılık gibi durumlar için ağrının giderilmesi ve ağrı kesici ilaç keşfinde devrim yaratabilir.
Araştırmacılar, ağrıyı iletmekten sorumlu temel beyin ve omurilik bölgelerini modelleyen organoidleri kullanarak, Assembloid adı verilen modelle laboratuvar ortamında insanın yükselen duyusal yolunu yeniden inşa ettiler. Bu atılım, bilim insanlarının ağrı sinyallerinin vücudun dışında ilk kez çevresel nöronlardan beyne nasıl gittiğini gözlemlemelerine olanak sağlıyor.
Tam Ağrı Yolu Yeniden Oluşturuldu
Birbirine bağlı dört beyin ve omurilik organoidi, insan ağrı sinyali iletimini simüle ediyor. Assembloid, ağrıya neden olan kimyasalların ve potansiyel ağrıyı engelleyici ilaçların test edilmesini sağlıyor.
Stanford Tıp araştırmacıları, laboratuvar ortamında insanların ağrıyı algılamak için en belirgin sinir yollarından birini kopyaladılar. Bu sinir devresi, duyuları vücudun derisinden beyne iletiyor. Bu sinyaller beyinde işlendikten sonra, rahatsız edici acı hissi de dahil olmak üzere öznel deneyimlerimize dönüşecektir. Bu gelişme, ağrı sinyallerinin insanlarda nasıl işlendiği ve ağrının en iyi şekilde nasıl hafifletileceği konusunda sağlanacak gelişim sürecini hızlandırmayı vaat ediyor.
6 Nisan’da Nature Dergisi’nde yayınlanan çalışmada Dr. Sergiu Pasca ve Psikiyatri ve Davranış Bilimleri Profesörü II. Kenneth T. Norris Jr. önderliğindeki bilim insanları, insan sinir sisteminin dört minyatür parçasını başarılı bir şekilde bir araya getirerek yükselen duyusal yolu yeniden oluşturmayı başardılar. Ağrının çevresel hissi, yükselen duyusal yolun dört farklı bölgesinde; dorsal kök ganglionu, dorsal omurilik, talamus ve somatosensoriyel kortekste merkezlenmiş sinir hücreleri veya nöronları içeren bir röle yoluyla beyne ulaşıyor.
Çalışmanın baş ortak yazarları doktora sonrası araştırmacılar Dr. Ji-il Kim ve Dr. Kent Imaizumi’dir.
Çalışmanın kıdemli yazarı Dr. Sergiu Pasca, “Artık bu yolu invaziv olmayan bir şekilde modelleyebiliyoruz. Umarız bu, ağrı bozukluklarını daha iyi tedavi etmeyi öğrenmemize yardımcı olur” diyor. İnsan ağrısının laboratuvar hayvanlarında incelenmesinin çoğu zaman zor olduğunu, onların ağrı yollarının bazı açılardan insanlardan farklı olduğunu belirtiyor. Pasca, aynı zamanda Stanford Beyin Organogenez Programı’nın Bonnie Uytengsu ve Aile Direktörü.
Bu Çalışmaya Kadar Hiç Kimse Bu Yolun Tamamında İletilen Bilgiyi İzleyememişti
Ancak Pasca ve meslektaşları, yapılarının ilk bileşeninden son bileşenine kadar daha önce hiç görülmemiş elektriksel aktivite dalgalarına tanık oldular ve bu dalga benzeri örüntüleri gen değişiklikleri veya devre elemanlarının kimyasal uyarımı yoluyla geliştirmeyi veya bozmayı başardılar.
Pasca son yıllarda bu teknolojiyi daha da ileri taşıyarak bir tür organoidi başka bir tür organoidle birleştirerek bunların Assembloid adını verdiği yapılar oluşturmasını sağladı. Bir organoiddeki nöronlar, büyüme veya göç yoluyla diğer organoide nüfuz ederek, taklit etmeleri gereken organoidlere işlevsel olarak benzer, hatta aynı olan çalışma devreleri oluşturabilirler.
Pasca, “Bu devrelerin montajının ayrıntılarını bilmemize gerek olmadığını, parçaları yapıp doğru şekilde bir araya getirdiğimiz sürece bunun mümkün olduğunu gördük. Organoidleri bir araya getirdiğinizde, hücreler birbirini buluyor ve anlamlı bir şekilde bağlanıyor. Bu da yeni özelliklerin ortaya çıkmasına neden oluyor” diyor.
Stanford Üniversitesi Teknoloji Lisanslama Ofisi, bu Assembloid ile ilgili fikri mülkiyet için bir patent başvurusunda bulundu ve Pasca, Kim ve Imaizumi’yi ortak mucitler olarak adlandırdı. Çalışmaya Kuzey Carolina Üniversitesi’nden bir araştırmacı da katkıda bulundu.
