Yapay embriyo ekibi soldan sağa: Neophytos Christodoulou, Christos Kyprianou, Berna Sozen, Sarah Ellys Harrison

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), geçtiğimiz yılın bilimde çığır açan 10 gelişmesini açıkladı. Listede, Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı araştırma görevlisi olan Berna Sözen de “yapay embriyo” çalışması ile yer aldı.

MIT’nin listesinde tıp alanında sadece yapay embriyo ekibi var. Ayrıca çalışma bilimsel çevreler tarafından tarihi bir buluş olarak nitelendiriliyor.

Berna Sözen: “Gururluyum”

“Çalışmayı Cambridge Üniversitesi’nde yürütüyoruz. İlk aşamada kök hücrelerden yapay fare embriyosu üretmeyi başarmıştık. Şimdi bu çalışma geliştiriliyor. Biz iki kök hücre türü arasında önemli bir iletişim kurulduğunu keşfettik. Bir bakıma, hücreler birbirlerine embriyonun neresinde yer alacaklarını söylüyorlar. Bu insan gelişiminin kritik aşamalarındaki önemli olayları incelememize izin verecek. Gelişimin normal olarak nasıl gerçekleştiğini bilmek, embriyo gelişiminde neden sıklıkla hata yaşandığını, kadınların neden düşük yaptığını anlamamızı sağlayacak. Çalışmamız pek çok dogmatik bilgiyi değiştirebilir ve insan gelişiminin temellerini anlamaya yönelik yeni bir bakış açısı kazandırabilir.

Şu an elimizde gerçek bir embriyonun birebir kopyası var. Hatta bu embriyonu fare rahmine nakletmeye çalışıyoruz. Tüm bu çalışmalar, kısırlık tedavisinde önemli bir dönüm noktası olabilir. Bu çalışma gelecekte yumurta ve sperme olan ihtiyacımızı ortadan kaldırabilir ve kısırlığa sadece kök hücre kaynaklı bir çözüm bulabilir.”

Independent, BBC, Guardian gibi İngiltere’nin önde gelen basın kuruluşları çalışmayı gündemine taşıdı. Sözen “Böyle uluslararası bir çalışmada ülkemi temsil ettiğim için çok gururluyum” dedi.

Berna Sözen’in ilgi çeken çalışması ile ilgili ayrıntılı haberi 10 Mart 2017 tarihli 50. sayımızda yayınlamıştık. Aşağıda okuyabilirsiniz.

Kök hücreden fare embriyosu üretildi

Aralarında Akdeniz Üniversitesi’nden bir Türk bilim insanının da bulunduğu, Cambridge Üniversitesi’nden bir ekip, vücudun ana hücreleri olan iki farklı türdeki kök hücreleri kullanarak fare embriyosuna benzer bir yapı oluşturmayı başardılar. Bu çalışma tüm bilimsel çevreler tarafından tarihi bir buluş olarak nitelendiriliyor. Embriyo gelişiminin erken safhalarını anlamak çok önemli, çünkü bu bilgi başarısız gebelik vakalarını açıklamaya yardımcı olabilir.

Bir memeli yumurtası, bir sperm tarafından döllendikten sonra kök hücrelerden oluşan, ana rahmi içerisinde serbestçe yüzebilen küçük bir hücreler topluluğu oluşturur. Sonrasında insan vücudunu oluşturacak olan ve ‘embriyonik kök hücreler (ESC)’ olarak tanımlanan kök hücreler, ana rahmindeki embriyonun bir ucuna doğru kümeleşir ve bu evre ‘blastosist evresi’ olarak bilinir. Blastosistteki diğer iki kök hücre türü plasentayı oluşturacak ekstra-embriyonik kök hücreler (TSC) olarak tanımlanır ki bu hücreler de fetüsün organlarının doğru gelişimi için gerekli besin desteğini sağlamaktan sorumludur.

Kök hücreler arasında yaşamsal iletişim Cambridge Üniversitesi Fizyoloji, Gelişim ve Sinirbilimleri bölümünden Prof. Dr. Magdalena Zernicka-Goetz’in yürütücülüğünü yaptığı; Berna Sözen ve Sarah Ellys Harrison’un birinci isim yazarlığını paylaştıkları ekip, iki kök hücre türü arasında önemli bir iletişim kurulduğunu keşfetti. Bir bakıma, hücreler birbirlerine embriyonun tam olarak neresinde konumlanacaklarını söylüyorlar. Profesör Zernicka-Goetz bu durumu “Hem embriyonik hem de ekstra embriyonik hücreler, birbirleriyle iletişime geçerek, gerçek bir embriyo gibi görünen ve gerçek bir embriyo gibi davranan bir yapıya dönüştürülmeye başlıyor” diye açıklıyor.

Ekip, bu gelişmeyi şöyle açıklıyor: “Farklı kök hücre türleri arasındaki etkileşimlerin gelişim için önemli olduğunu biliyorduk fakat yeni çalışmalarımızın gösterdiği en çarpıcı şey, bunun gerçek bir ortaklık olması -bu hücreler gerçekten birbirlerine rehberlik ediyor. Bu ortaklık olmadan şekil ve biçimin doğru gelişimi ve kilit biyolojik mekanizmaların zamanında devreye girmesi düzgün çalışmıyor”.

Yapay ve gerçek embriyo arasındaki benzerlik çok yüksek

Yapay embriyoyu, normal olarak ana rahminde gelişen bir embriyo ile karşılaştıran ekip, yapay embriyonun doğal embriyo ile benzer bir gelişim sürecinden geçtiğini gösterdi. Kök hücreler organize oluyor ve ESC’ler yapay embriyonun bir ucunda, TSC’ler de diğer ucunda konumlanıyor. İki farklı kök hücre kümesi bir araya toplanmadan önce, her kümede bir boşluk oluşuyor ve bu boşluk embriyonun gelişeceği pro-amniyotik boşluk haline geliyor.

Her ne kadar yapay embriyo, ana rahminde gelişen gerçek embriyo ile yüksek oranda benzerlikler gösterse de bu, yapay embriyodan sağlıklı bir cenin gelişebileceği anlamına gelmiyor. Bunu öğrenebilmek için, ileri çalışmaların gerektiğini belirtiyorlar.

Embriyo yetersizliği sorununa çözüm olabilir

Profesör Zernicka-Goetz, araştırmacıların döllenmeden sonraki 13 güne kadar insan embriyo gelişiminin ilk aşamalarını analiz etmesini sağlayan bir teknik geliştirdi. Bu son gelişmeyle, insan embriyo araştırmalarının en önemli engellerinden biri olan “embriyo sayısı yetersizliği” sorununun aşılacağı düşünülüyor. Günümüzde, embriyolar sadece IVF (tüp bebek) klinikleri aracılığıyla bağışlanan yumurtalardan gelmekte.

Çalışmanın birinci isim yazarlarından Berna Sözen “Yapay embriyoları ilk kez mikroskop altında görüntülediğimiz zaman gerçek embriyolar ile ne büyük benzerlikler taşıdığını görmek müthiş bir deneyimdi” diyor.

Ekip çalışmanın önemini şöyle açıklıyor: “İnsan kök hücrelerini kullanarak, fare kök hücreleri ile başardığımız tekniğe benzer bir yaklaşımla 14 gün öncesinde meydana gelen birçok gelişimi taklit etmek mümkün olacak. Gelişimin normal olarak nasıl gerçekleştiğini bilmek, neden bu kadar sıklıkla sorunlar yaşadığımızı anlamamızı sağlayacaktır.”

Araştırma büyük ölçüde İngiltere tabanlı bir yardım kuruluşu olan Wellcome Trust ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi. Ayrıca, Berna Sözen, TÜBİTAK bursu ile destekleniyor.

Türk bilim kadını, “çığır açan 10 buluş” listesinde yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.

Brown ailesi dokuz yıldır çocuk sahibi olmak istiyordu. Ancak Lesley Brown’un ‘fallop tüpü tıkanıklığı’ adı verilen, kadınlarda doğurganlığı kısıtlayan bir hastalığı vardı.

O dönemde fizyolog Robert Edwards (solda) ve cerrah Patrick Steptoe (sağda) tüp bebek adında yeni bir yöntem üzerine çalışıyordu. Tüp bebek; bir yumurtanın sperm tarafından, vücut dışında suni olarak döllenmesi sürecidir. Kısırlık tedavisi ve diğer yardımlı üreme yöntemleri başarısız olduğunda kullanılan önemli bir tedavi yöntemidir.

İşlem, bir kadının yumurtlama sürecini izlemek, yumurtayı yumurtalıklardan almak ve laboratuvar ortamında sperm ile dölleyerek döllenmiş yumurtanın daha sonra hastanın rahmine başarılı bir gebelik oluşturulması amacıyla tekrar aktarılmasıdır.

Bilim tarihine geçti

Brown ailesinin çocuk sahibi olma isteği, Edwards ve Steptoe’nin araştırmaları sayesinde gerçek oldu. Lesley Brown’un ilaçlarla olgunlaştırılmış yumurtaları ve diğer ebeveynden alınan sperm örnekleri laboratuvar koşullarında döllendi. Embriyo anne karnına aktarıldı ve rahme yerleşip yerleşmeyeceği gözlemlendi. Her şey yolunda gitti ve hamilelik gerçekleşti.

Oldukça sağlıklı doğan Louise, ilk tüp bebek olarak bilim tarihine geçti. Louise’in doğumundan sonra aile tehdit dolu mektuplar almaya başladı. Bu mektuplar, Tanrı’nın işine karıştıklarını ifade ederek aileyi korkutmayı amaçlıyordu. Bununla birlikte çocuk sahibi olamayan ailelerden destek içerikli mektuplar da geliyordu.

İkinci çocukları da tüp bebekti

Brown çifti, bazı korkutucu mektuplara rağmen ikinci bir çocuğa daha sahip olmaya karar verdi. İkinci çocukları Natalie de tüp bebek yöntemiyle doğdu. Natalie, tüp bebek yöntemiyle dünyaya gelen 40. bebek oldu.

Louise 25 yaşına geldiğinde, dünyaya gelmesine yardımcı olan fizyolog Robert Edwards ile tanıştı ve arkadaş oldular. Louise, 2004 yılında evlendi ve iki erkek çocuk sahibi oldu. Çocukları doğal yöntemlerle doğdu.

Louise’in doğum anını bu videodan izleyebilirsiniz.

Robert Edwards ve Patrick Steptoe

Robert Edwards, 1960 yıllarında insan döllenmesi üzerine çalışmaya başladı ve çalışmalarını Cambridge Üniversitesinde sürdürdü. 1968’de laboratuvarda bir insan yumurtasını döllemeyi başardı ve bir jinekoloji cerrahı olan Patrick Steptoe ile birlikte çalışmaya başladı. Edwards, dölleme ve erken dönem embriyoya uygun yaşam alanı sağlamak için bir kültür ortamı geliştirdi, Steptoe ise tubal kaynaklı infertilitesi (kısırlık) olan kadın hastaların yumurtalarını kurtarmak için laparoskopi uyguladı.

Tüp bebek düşmanlıkla karşılanıyordu

Ancak onların bu girişimlerinin önünde birçok engel, karşıt görüş ve hatta düşmanlık vardı. Tıbbi Araştırmalar Konseyi araştırmalarına fon vermeyi reddetmişti. Bazı aşırı dindar kitlelerce, Tanrı’nın işine karışmakla suçlandılar. Bu kitlelere göre, doğal yollardan çocuk sahibi olamayan insanlar, bu durumu kabullenmeliydi.

25 Temmuz 1978’de Louise Brown (sağda), tüm bu engelleri aşıp dünyaya geldi. İlk tüp bebek, çocuk sahibi olması imkânsız olan kısır çiftlere yeni bir umut oldu. Louise Brown’un doğuşu her şeyi değiştirdi.

Kök hücrenin temelleri ve Nobel ödülü

Ardı arkası kesilmeyen eleştirilere rağmen, Edwards ve Steptoe diğer kliniklerle iş birliği yaptı. Yıllar geçtikçe teknolojideki gelişmeler, tüp bebekteki başarı oranını artırdı. 2010 yılına gelindiğinde 4 milyondan fazla çocuk, tüp bebek yöntemi ile doğmuştu. Bu çalışmalarla, intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu (doğal yollarla yumurtanın dış çeperini delemeyen spermlerin aşılanması), embriyo biyopsisi ve kök hücre araştırmaları gibi yeniliklerin temeli atıldı.

Robert G. Edwards, 2010 yılında bu tedaviyi geliştirdiği için Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü kazandı. Ancak Nobel yalnızca yaşayan insanlara verildiği ve o yıllarda Steptoe hayatta olmadığı için ödül yalnızca Edwards’a verildi.

Bugün ilk tüp bebek Louise Brown’un doğum günü yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.

Francis Crick Enstitüsü’ndeki araştırmalarda, belli başlı düşük doğumların nedenleri araştırılıyor. Yeni elde edilen çalışma olanakları özellikle de Crirpr/Case9 yöntemi için geçerli. Bu yöntem, hatalı gen sekanslarının değiştirilmesine izin veriyor.

Bu yöntemin insan üzerinde deneme çabası 2015 yılının başında Çin’de gerçekleşmişti. Burada yanıt aranan soru, hangi genlerin embriyonun başarılı bir şekilde gelişiminde etkili olduğudur. Bu konu düşük doğumların ve kısırlılığın çok fazla görülmesine rağmen nedenlerinin yeterince anlaşılamaması nedeniyle önemli.

Bağışlanan embriyolar üzerindeki deneyler, döllenmeden sonraki yedi gün içinde, yani tek bir hücrenin 250 hücrelik bir oluşuma dönüşmesinden önce yapılacak diye açıkladı Francis Crick Enstitüsü. Sonuçların yapay döllenme yöntemlerini iyileştirebilmesinde ve kısır olan insanlar için daha iyi tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinde yardımcı olması bekleniyor.

İngiltere’de gen manipülasyonuna izin çıktı yazısı ilk önce Herkese Bilim Teknoloji üzerinde ortaya çıktı.