İnsan organoidleriyle modifiye edilmiş böbreklerin domuzlara ilk nakli gerçekleştirildi

İspanyol bilim insanlarından oluşan bir ekip, ilk kez insan böbrek organoidleri üretmeyi, bunları hayvanın vücudu dışında domuz böbrekleriyle birleştirmeyi ve herhangi bir hasar veya toksisite kaydedilmeden, yaşayabilir bir şekilde hayvana geri nakletmeyi başaran uluslararası bir projeye öncülük etti.

Böbrek organoidleri üç boyutlu bir yapıya sahiptir, ancak boyutları birkaç mikrona kadar küçültülür ve laboratuvarda insan kök hücrelerinden yetiştirilir. Tam bir organ olmasalar da, birçok yapısını ve temel işlevini kopyalayarak araştırmacıların böbrek gelişimini incelemelerine ve yeni ilaçları test etmelerine olanak tanırlar. Gelecekte, hasarlı böbrek dokusunu onarmak veya nakil için tasarlanan organları iyileştirmek için kullanılabilirler.

Araştırmacı Núria Montserrat liderliğindeki çalışma, insan kök hücrelerinden elde edilen böbrek organoidlerinin klinik çalışmalarda hücre tedavisi için kullanılmasına temel oluşturması nedeniyle rejeneratif ve kişiselleştirilmiş tıp alanında bir dönüm noktasını temsil ediyor.

İnsan böbrek organoidleri ilk kez canlı domuz böbrekleriyle başarıyla birleştirildi. Domuz böbrekleri, ameliyathanelerde canlı ve oksijenli kalmalarını sağlamak için yaygın olarak kullanılan normotermik perfüzyon makinelerine bağlandı. Araştırmacılar, bu insan organoidlerini domuz böbreklerine yerleştirerek entegrasyonlarını ve işlevlerini gerçek zamanlı olarak izleyebildiler.

Nakil, Katalonya Biyomühendislik Enstitüsü (IBEC) liderliğindeki çeşitli ülkelerdeki çok sayıda araştırma merkezinin katılımı, A Coruña Biyomedikal Araştırma Enstitüsü (INIBIC), Ulusal Nakil Örgütü (ONT) ve Carlos III Sağlık Enstitüsü iş birliği sayesinde mümkün oldu. Çalışmanın sonuçları bugün Nature Biomedical Engineering dergisinde yayınlandı.

Amaç: Canlı organ sayısını artırmak

Núria Montserrat, IBEC tarafından yayınlanan bir açıklamada, "Araştırmamız, organoid teknolojilerinin ex vivo perfüzyonla birleştirilmesinin tamamen kontrollü koşullar altında hücresel müdahalelere olanak sağlayabileceğini gösteriyor," diye açıkladı. Uzun vadeli hedef, nakilden önce bir organı yenileyebilmek veya onarabilmek ; bu da kronik hastalar için bekleme sürelerini azaltabilir ve nakil için uygun organ sayısını artırabilir.

Çalışma, mikro agregasyon teknikleri ve genetik mühendisliği kullanarak binlerce insan böbreği organoidi üretmek için ilk kez sistematik ve ölçeklenebilir bir yöntem tanımlıyor. Araştırmacılar, bu metodolojinin, nakil için ayrılan organların nakilden önce tedavi edilip iyileştirilebileceği gelecekteki bir klinik senaryo önerdiğini belirtti.

Araştırma ekibi, nakilden 24 ve 48 saat sonra insan organoidlerinin domuz böbreği dokusuna entegre kaldığını , canlılığını koruduğunu ve herhangi bir önemli bağışıklık tepkisi tetiklemediğini gözlemledi. Dahası, nakledilen böbrek herhangi bir hasar veya toksisite belirtisi olmadan normal şekilde çalışmaya devam etti.

İlaçları tespit etmek ve hastalıkları incelemek

Çalışmanın ortak yazarı araştırmacı Elena Garreta, organoidlerin büyük klinik potansiyeline rağmen, bu teknolojinin gerçek tıbbi tedavilere uygulanmasındaki en büyük zorluklardan birinin bunları ölçeklenebilir, tek tip ve uygun fiyatlı bir şekilde üretmek olduğunu vurguladı.

Araştırmacı, "Şimdi yeni yöntemimizle, kontrollü koşullar altında ve kısa sürede, büyük bir hassasiyetle ve karmaşık bileşenlere ihtiyaç duymadan binlerce böbrek organoidi üretebiliyoruz. Bu da ilaç tespiti veya hastalıkların incelenmesi gibi uygulamaların kapısını açıyor" dedi.

Ulusal Organ Nakli Örgütü Direktörü Beatriz Domínguez-Gil González, çalışmanın henüz klinik öncesi aşamada olduğunu, ancak yeni rejeneratif tıp stratejilerinin geliştirilmesinde çok önemli bir adım teşkil ettiğini vurguladı. İnsanlarda herhangi bir uygulama için henüz biraz zaman gerekse de, "insan organoidlerinin hasarlı organları onarmamıza veya yenilememize olanak tanıyacağı bir gelecek öngörebiliriz" dedi.

ONT direktörü, bunun uzun vadede nakil ihtiyacını azaltabileceğini ve klinik kullanım için uygun organların bulunabilirliğini artırabileceğini belirterek, kanıtlanmış teknolojinin tüm aşamalarda etkinliğini ve güvenliğini göstermesi halinde "organların nakil işlemine geçmeden önce yenilenmesinin kapısını açabileceğini" söyledi.

Küresel Organ Bağışı ve Transplantasyonu Gözlemevi'nin verilerine göre, 2024 yılında dünya genelinde 173.448 organ nakli gerçekleştirildi (veriler 92 ülkeden), ancak DSÖ , kronik bulaşıcı olmayan hastalıkların artışı nedeniyle büyümeye devam eden küresel organ nakli ihtiyacının ancak %10'unu karşıladığını tahmin ediyor.