Bazen “embriyoid” olarak da adlandırılan sentetik embriyolar, laboratuvarda geliştirilen ve doğal embriyoların bazı yönlerini taklit eden yapıları ifade eder. Bununla birlikte, tam anlamıyla gerçek embriyo değildirler, çünkü sperm ve yumurtanın birleşmesinden oluşmazlar ve mevcut halleriyle, tamamen oluşmuş bir organizmaya dönüşemezler.
Sentetik embriyoların oluşturulması genellikle embriyonik kök hücreler (ESC’ler) veya uyarılmış pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) gibi pluripotent kök hücrelerin kullanımını içerir. Bunlar vücuttaki herhangi bir hücre tipine dönüşme yeteneğine sahip hücrelerdir. Araştırmacılar bu hücreleri, embriyonik gelişimin çeşitli aşamalarına benzeyen üç boyutlu yapılar halinde kendi kendilerine organize olmaları için yönlendiriyor.
Sentetik embriyo oluşturmanın amacı yeni yaşam formları üretmek değil, erken insan gelişimini incelemek için bir model sağlamaktır. Embriyonik gelişim süreçlerinin araştırılması, erken gebelik kaybının nedenlerinin belirlenmesi, çevresel faktörlerin erken gelişim üzerindeki etkilerinin incelenmesi ve yeni ilaç ve tedavilerin test edilmesi için değerli araçlardır.
Sentetik embriyoların veya embriyo benzeri yapıların üretimi, kök hücrelerin kullanımını içeren karmaşık bir süreçtir. Bu hücreler kendi kendilerini yenileme ve çeşitli farklı hücre tiplerine farklılaşma yeteneğine sahiptir.
Burada, araştırmanın özel yöntemlerine ve hedeflerine bağlı olarak önemli ölçüde değişebilen sürecin genel bir taslağı yer almaktadır:
Hücre Kaynağı: Süreç kök hücrelerin izolasyonu ile başlar. Bunlar erken embriyolardan türetilen embriyonik kök hücreler (ESC’ler) veya genetik olarak kök hücre benzeri bir duruma yeniden programlanmış olgun hücreler olan indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) olabilir. Bazı durumlarda araştırmacılar, doğal gelişimde plasentayı meydana getiren trofoblast kök hücrelerini (TSC’ler) kullanabilirler.
İn Vitro Kültür: İzole edilen kök hücreler daha sonra çok özel koşullar altında bir laboratuvar kabında kültürlenir. Kültür ortamı veya hücrelerin içinde büyütüldüğü çözelti, hücre büyümesini ve bölünmesini destekleyen besinler ve diğer faktörleri içerir.
Farklılaşmanın İndüklenmesi: Daha sonra, kök hücreler bir embriyoyu oluşturan farklı hücre türlerine farklılaşmaya teşvik edilir. Bu, kültür ortamının bileşimini veya fiziksel ortamı değiştirmek gibi kültür koşullarını manipüle ederek veya hücreleri genetik olarak değiştirerek başarılabilir.
Yapı Oluşumu: Hücreler farklılaştıkça, doğal olarak kendilerini embriyo benzeri bir yapı halinde organize etmeye başlarlar. Bu kendi kendine organizasyon, kök hücrelerin temel bir özelliğidir ve hücrelerin kendilerinden ve çevrelerinden gelen sinyallerle yönlendirilir. Sonuç, değişen derecelerde doğal embriyonik gelişimin erken aşamalarını taklit edebilen sentetik bir embriyodur.
Analiz ve Çalışma: Sentetik embriyolar oluşturulduktan sonra, araştırmacılar embriyonik gelişim süreçleri hakkında bilgi edinmek, belirli hastalıkların kökenlerini araştırmak, ilaçları ve diğer tedavileri test etmek ve aksi takdirde ele alınması imkansız olan insan biyolojisi sorularını keşfetmek için bunları inceleyebilirler.
Bunun sürecin basitleştirilmiş bir versiyonu olduğunu unutmamak önemlidir. Gerçek yöntemler çok daha karmaşık olabilir ve son derece uzmanlaşmış bilgi ve teknikler gerektirebilir. Ayrıca, araştırmacıların sentetik embriyolar oluştururken ve bunlarla çalışırken uymaları gereken birçok etik husus ve kılavuz vardır.
Tarih
Sentetik embriyo üretiminin tarihi nispeten yeni bir araştırma alanıdır ve ilk sentetik embriyolar 2000’li yılların başında oluşturulmuştur. 2004 yılında Cambridge, Massachusetts’teki Whitehead Biyolojik Araştırma Enstitüsü’nden bir grup bilim insanı fare kök hücrelerinden sentetik embriyolar oluşturdu. Bu embriyolar, embriyoların rahme yerleştirildiği aşama olan erken blastosist aşamasındaki embriyolara dönüşebildi.
2007 yılında, San Francisco’daki California Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, insan kök hücrelerinden sentetik embriyolar oluşturdu. Bu embriyolar, embriyoların vücuttaki her tür hücreye dönüşebildiği aşama olan erken pluripotent kök hücre aşaması embriyolarına dönüşebildi.
O zamandan bu yana sentetik embriyo üretimi alanında önemli ilerlemeler kaydedildi. 2013 yılında İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden bir grup bilim insanı, erken organ oluşturma aşamasındaki embriyolara dönüşebilen sentetik embriyolar yarattı. Bu embriyolar bağırsak, beyin ve kalbe benzeyen yapılara dönüşebildi.
2017 yılında, Birleşik Krallık’taki Cambridge Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, erken iribaş benzeri yapılara dönüşebilen sentetik embriyolar oluşturdu. Bu embriyolar, bir iribaşın baş, kuyruk ve uzuvlarına benzeyen yapılara dönüşebildi.
Sentetik embriyoların geliştirilmesi tıp alanında devrim yaratma potansiyeline sahiptir. Sentetik embriyolar insan gelişiminin erken aşamalarını incelemek, hastalıklar için yeni tedaviler geliştirmek ve transplantasyon için yeni organ ve doku kaynakları yaratmak için kullanılabilir. Ancak sentetik embriyoların geliştirilmesi etik kaygıları da beraberinde getirmiştir. Bazı insanlar sentetik embriyoların insan olduğuna ve bunların yaratılmasının ahlaki açıdan yanlış olduğuna inanmaktadır. Diğerleri ise sentetik embriyoların insan olmadığına ve yaratılmalarına ahlaki açıdan izin verilebileceğine inanmaktadır.
Sentetik embriyo üretiminin etiği konusundaki tartışmalar muhtemelen uzun yıllar devam edecektir. Bununla birlikte, sentetik embriyoların potansiyel faydaları o kadar büyüktür ki, bu araştırma alanının ilerlemeye devam etmesi muhtemeldir.
İşte sentetik embriyo üretiminin potansiyel faydalarından bazıları:
- İnsan gelişiminin daha iyi anlaşılması: Sentetik embriyolar, insan gelişiminin erken aşamalarını daha önce hiç olmadığı kadar ayrıntılı bir şekilde incelemek için kullanılabilir. Bu, hastalıkların nasıl geliştiği ve nasıl tedavi edileceği konusunda yeni anlayışlara yol açabilir.
- Hastalıklar için yeni tedavilerin geliştirilmesi: Sentetik embriyolar, doğum kusurları ve kanser gibi erken gelişimi etkileyen hastalıklara yönelik yeni tedaviler geliştirmek için kullanılabilir.
- Transplantasyon için yeni organ ve doku kaynaklarının oluşturulması: Sentetik embriyolar, transplantasyon için yeni organ ve doku kaynakları yaratmak için kullanılabilir. Bu, nakil için mevcut organ ve doku sıkıntısını azaltmaya yardımcı olabilir.
Potansiyel faydalarına rağmen, sentetik embriyo üretimiyle ilgili bazı etik kaygılar da bulunmaktadır. Bu endişeler şunlardır:
İnsan klonlama potansiyeli: Sentetik embriyolar insan klonlamak için kullanılabilir. Bu durum, başkalarıyla aynı olan insanların yaratılmasına ilişkin etik kaygıları artırmaktadır.
“Tasarım bebekler” yaratma potansiyeli: Sentetik embriyolar, zeka veya atletizm gibi belirli özellikleri seçmek için kullanılabilir. Bu durum, belirli özelliklere sahip olacak şekilde tasarlanmış çocukların yaratılmasına ilişkin etik kaygıları gündeme getirmektedir.
“Süper insanlar” yaratma potansiyeli: Sentetik embriyolar zeka, güç veya diğer yetenekler açısından diğerlerinden üstün çocuklar yaratmak için kullanılabilir. Bu durum, diğerlerinden üstün olan yeni bir “süper insan” sınıfının yaratılmasına ilişkin etik kaygıları gündeme getirmektedir.
Sentetik embriyo üretimine ilişkin etik kaygılar karmaşıktır ve bu teknolojinin geliştirilip geliştirilmemesi gerektiği sorusunun kolay bir cevabı yoktur. Ancak, bu teknolojinin geleceği hakkında bilinçli kararlar verebilmemiz için bu konuların kamuoyunda tartışılması önemlidir.
Kaynak:
- Harrison, S. E., Sozen, B., Christodoulou, N., Kyprianou, C., & Zernicka-Goetz, M. (2017). Assembly of embryonic and extraembryonic stem cells to mimic embryogenesis in vitro. Science, 356(6334).
- Rivron, N. C., Frias-Aldeguer, J., Vrij, E. J., Boisset, J. C., Korving, J., Vivié, J., … & Geijsen, N. (2018). Blastocyst-like structures generated solely from stem cells. Nature, 557(7703), 106-111.
- Zheng, Y., Xue, X., Shao, Y., Wang, S., Esfahani, S. N., Li, Z., … & Ding, J. (2019). Controlled modelling of human epiblast and amnion development using stem cells. Nature, 573(7774), 421-425.
- Warmflash, A. (2019). Modelling human embryos from stem cells. Nature, 576(7786), 224-225.
Yaşlanma sırasında dokubilimsel olarak, birçok organda doku atropisi ve fibroz gözlemlenir. Konu ile ilgili henüz incelenmemiş araştırılmamış başlıkların içinde dokuların bileşenleri olan hücrelerin dinamiklari, hücresel kaderleri, yaşlanma sürecinde hücrelerin aldığı hasarlar ve hangi hücre tiplerinin yaşlandıkça veya hasar gördükçe biriktiği gibi alanlar bulunuyor. Organizmal yaşlanma çeşitli teoriler ile açıklanmaktadır; örneğin reaktif oksijen türleri, hücresel yaşlanma, telomer kısalması ve metabolizma değişmesi gibi; ancak bunların içinde hücresel veya dokusal dinamikler yönünden bir bakış açısı yoktur.