Kalp kendi kendine atmaz; çalışmasını sağ kulakçıkta bulunan sinoatriyal düğüm adlı küçük bir hücre kümesi yönetir. Bu düğüm, organın tam belirlenen bir tempoda kasılmasını sağlayan elektriksel impulslar üretir. Söz konusu düğüm işlevini yitirdiğinde, kişi hayati tehlike arz eden aritmi sorunuyla karşılaşır. Bugüne dek tek güvenilir kurtuluş yolu metal kalp pilleriydi. Ancak bu karmaşık mekanizmayı canlı hücrelerden yeniden inşa etmek mümkün olabilir mi?
Şanghay Biyokimya ve Hücre Biyolojisi Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi bu yönde kritik bir adım attı. Bilim insanları, insan kaynaklı pluripotent kök hücreleri kullanarak ilk kez bir Petri kabında sadece nabız gibi atan bir doku değil, tam teşekküllü ve üç boyutlu bir sinoatriyal düğüm organoidi yetiştirdi. "Cell Stem Cell" dergisinde yayımlanan sonuçlar, "biyolojik kalp pili" olarak adlandırılan bu yapının geliştirilmesini konu alıyor.
Asıl zorluk hücreleri sadece kasmak değil, onları sinir sisteminden gelen komutlara itaat eder hale getirmekti. Canlı bir vücutta nabız hızı, beyinden gelen sinyallerle sürekli olarak dengelenir. Şanghaylı biyologlar bu süreci taklit etmek için, ritim belirleyici organoidi nöronlar bakımından zengin ve laboratuvarda üretilmiş bir gangliyon pleksusu ile birleştirdi.
Deney başarıyla sonuçlandı: Sinir lifleri yapay düğümün içine kendiliğinden sızarak doğal mekanizmayı birebir kopyaladı ve moleküler sinyallerle "atış" hızını düzenlemeye başladı.
Peki, bilim insanları neden böylesine hassas bir mühendisliğe ihtiyaç duydu? Ritim bozukluklarını fareler üzerinde incelemek verimli değil; zira onların kalbi çok hızlı atıyor ve canlı bir insandan sinoatriyal düğüm örneği almak neredeyse imkansız. Geliştirilen "sinir-düğüm-atriyum" şeklindeki üçlü model, araştırmacıların laboratuvar ortamında genetik bir aritmiyi yeniden oluşturmasına imkan tanıdı. Hedeflenen bir mutasyonla ritmin yavaşladığını kaydeden ekip, ardından potasyum kanalı blokörlerini test ederek nabzı normale döndürmeyi başardı.
Bu durum, deri altındaki titanyum cihazlar devrinin sona erdiği anlamına mı geliyor? Henüz değil. Bu tür biyolojik yapıların gerçek hastalara nakledilebilmesi için hücrelerin hayatta kalma süresinden doku reddine kadar pek çok güvenlik sorununun çözülmesi gerekiyor. Yine de teknolojik temel atılmış durumda. Geliştirilen platform, farmakologların yeni aritmi ilaçlarını gerçek insan dokusu üzerinde test etmesine olanak tanıyarak geleceğin kişiselleştirilmiş tıbbını bugünden yakınlaştırıyor.
