Geçmiş çalışmalar bu konu hakkında neler söylemekte…
Geçmişten bugüne yapılan çalışmalarda, donör hücrelerinin, konakçı embriyoların gelişimle eşzamanlı uyum sağlayamaması nedeniyle, insan olmayan primatlar da dahil olmak üzere, diğer türlerden ne yazık ki zayıf düzeyde kimerizm elde edilmektedir. Genel olarak verimli düzeyde kimerizm elde edilememesinin donör hücrelerinin konakçı embriyo ile gelişimsel eşleşme eksikliğinden kaynaklandığına inanılmaktadır. Bu inanış da blastosist veya doku nişindeki donör hücrelerinin bir şekilde ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanmaktadır. Güncel çalışmalarda ise, genomik anormallikleri tetikleme riski olsa da, eksojen faktörlerin aşırı ekspresyonu yapılarak türler arası kimerizm üretiminin güçlendiği sonuçları ortaya çıkmaktadır.
Bu çalışma nasıl yapılmış gelin birlikte bakalım…
Cell dergisinde yayınlanan mevcut çalışmada, maymun embriyolarına enjekte edilen embriyolara yönelik laboratuvar ortamına uygun birtakım protokoller optimize edilmektedir. Maymun embriyolarına, insana özgü PSC kültür protokolleri benimsenerek, (embriyonik 7. gün) E7 protokolü uygulanmıştır. Bu protokol sonucunda, sinomolgus maymunundan elde edilmiş bir ESC çizgisi ortaya çıkmaktadır.
Çalışmada maymunların astarlanmış ESC hücreleri, astarlanmış insan PSC’lere benzer, düz bir morfoloji sergilemekte olup, hücrelerin türetme verimliliğinin ise %53 civarında olduğu tespit edilmektedir.
Çalışmada, hazırlanmış-saf dönüşümü gerçekleştirmek için dört adet saf kültür ortamı seçilmekte, bunlara ek olarak, insan kök hücreleri üreten LCDM ve PSC’ler de çalışmaya dahil edilmektedir. Her durum için beş tane prime edilmiş maymun ESC çizgisi (iki erkek ve üç dişi) kullanılmaktadır.
Maymun ESC çizgilerinin, prime edilmiş ESC’lere göre, hayatta kalma oranlarının daha yüksek olduğu ve yüksek klonlama verimliliği sergiledikleri görülmektedir. Akabinde maymun ESC’lerinin farklılaşma kapasitesi teratoma tahlili kullanılarak incelenmekte ve test edilen tüm maymun ESC’lerinde yüksek düzeyde verimli teratom oluşumuna ulaşılmaktadır. Bu yaklaşımlar kullanılarak, kimerik dokularda donör ESC’lerinin %20 ila %90’ını sergileyen canlı bir yavru ve plasenta elde edilmektedir.
Bilim insanları bu kriterler doğrultusunda başarılı sonuca ulaşmakta…
Çalışmada, yalnızca erken gelişim aşamalarında hayatta kalan ESC’lerin yüksek bir yüzdesini korunarak, ESC’lerin kimerik doku oluşumuna katkıda bulunabildiği ortaya konulmaktadır. Ayrıca çalışmada, bir embriyo enjeksiyon protokolü oluşturularak başarılı sonuca ulaşılmaktadır.
Canlı kimerik maymunların nesli, temel ve genetik olarak gelişmiş gen modifikasyonlarına sahip maymun modellerinin üretilmesi için güçlü bir referans sağlamaktadır. Son zamanlarda geliştirilen gen düzenleme teknolojileri ve bunların zigotlarda uygulanması, makak maymunları da dahil olmak üzere birçok türün embriyolarında hassas gen oluşturmayı nispeten kolay ve etkili hale getirmektedir. Her ne kadar maymun klonlaması sağlanabilse de verimliliğinin hala düşük olduğu vurgulanmaktadır. Ancak çalışma sonucunda kimerik maymunların üretiminde yüksek verimlilik sağlandığı görülmektedir.
Çeşitli dokulardaki yüksek kimerizm seviyeleri birtakım analizler yapılarak doğrulanmaktadır. Elde edilen iki maymun kimerasında, yüksek düzeyde donör hücrelerinin katkısı bulunmakta ve bu durum, diğer fetüslerde kimerizmin bulunamamasının tam tersi bir sonucu ortaya koymaktadır.
Mevcut çalışmayı önemli kılan unsurlar ise…
Cell dergisinde yayınlanan mevcut çalışma, ESC’lerden yüksek katkılı (bazı dokularda %90’a kadar) bir fetüs ve canlı doğan kimerik maymunun üretilmesi bakımından bir ilki teşkil etmektedir. Geçmiş çalışmalardan farklı olarak, bu çalışmada kullanılan yöntemin kimera üretiminde daha yüksek verimliliğe sahip olduğu ve pozitif sonuçlar sergilendiği görülmektedir. Çalışma hem alanında bir ilk olması hem de kimera üretimindeki yüksek verimliliği açısından mevcut anlayışımıza oldukça önemli bir katkı sağlamaktadır. Genetik mühendisliği çalışmaları için önemli çıkarımlara sahip bu çalışmanın, yapılacak diğer çalışmalara güçlü bir referans sağlayarak çığır açacağı düşünülmektedir.
Wong, C. (2023). This hybrid baby monkey is made of cells from two embryos. Nature, 623(7987), 468-469. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-03473-w
