3B biyo yazıcı ile organ naklinde umut ışığı

3B biyo yazıcılarla organ üretimi yolunda önemli adımlar atılıyor. Aort dokusu üretimi dünyada ve Türkiye’de ilk defa Sabancı Üniversitesi tarafından gerçekleştirildi.

Evde plastik kutular, telefon kılıfları basmamıza imkân veren 3D baskı teknolojisi ‘maker hareketi’nin dışında hayati önem taşıyan tıbbi buluşlarda da bilim adamlarına yardımcı oluyor. Üç boyutlu biyo yazıcı teknolojisi, organ nakline ihtiyaç duyan hastalar için ümit verici. Organ naklinde uyuşmazlığı sıfıra indirecek yöntemle canlı hücreler kullanılarak doku yapısı üretildi. Hedef hastanın kendi hücrelerinden organ üreterek yapay doku veya organı hastanın vücudunun reddetmesi gibi bir durumu ortadan kaldırmak.
ABD’nin yanı sıra ülkemizde de 3B biyo yazıcı organ basımı çalışmaları devam ediyor. Dünyada ve Türkiye’de ilk defa ‘Üç Boyutlu (3B) Doku ve Organ Basımı Projesi’ kapsamında (3D Tissue and Organ Printing) 3B biyo-yazıcı ile canlı hücreler kullanılarak doku yapısı üretildi. Sabancı Üniversitesi Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde (SUNUM), Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Üretim Sistemleri Programı öğretim üyesi Bahattin Koç ve ekibi canlı hücreler kullanarak üç boyutlu biyo-basım yöntemi ile yapay doku üretmeyi başardı.

Üretilen organı vücut reddetmeyecek
3B yazıcı ile üretim araştırmalarına yaklaşık 16 yıl önce başlayan Bahattin Koç liderliğindeki 3B doku ve organ basımı proje grubunun esas hedefini Koç, şöyle açıkladı: “Laboratuvar ortamında bir doku veya organının bir bölümünü, anatomik yapısına uygun olarak üç boyutlu biyo yazıcı ile canlı hücreler kullanarak basmak. Projenin ileriye dönük en önemli hedefi, 3B biyo yazıcı ile hastanın kendi normal hücrelerini veya kök hücrelerini kullanarak, gereken doku hatta organının bire bir kopyasını üretebilmek. Böylece hastanın kendi hücreleri ile üretilen yapay doku veya organı hastanın vücudunun reddetmesi gibi bir durumu ortadan kaldırmak.”

İlk olarak aort damarı basıldı
Koç’un belirttiğine göre, ekip MR verilerini kullanarak, MR’daki anatomik yapıya uygun olarak Türkiye’de ve dünyada ilk kez aort damarı doku örneğini, hücreleri ve destek yapılarını kat kat üç boyutlu basarak oluşturuldu. Proje ekibi, ilk defa canlı hücreler kullanarak 3B biyo basım yöntemi ile aort benzeri, anatomik yapısına uygun, büyük damar dokusu üretti. Üç Boyutlu (3B) Doku ve Organ Basımı Projesi ekibi, aort doku örneğini 3B olarak basmak için canlı insan fibroblast hücrelerini biyo mürekkep olarak kullandı.
Koç, 3B Doku ve Organ Basımı Projesi ile ilk olarak aort damarı basmalarının nedenini şu sözlerle açıkladı: “Bu çalışmaya öncelik vermemizin iki temel sebebi var: Birincisi, aort insandaki en büyük ve tek damar olduğu için, bunun otolog greft ile tedavisi maalesef mümkün değil. Bunun tedavisi için şu anda plastikten (dacron) yapılmış sentetik damarlar kullanılıyor ve bunlar hiçbir zaman normal insan damarı gibi olmuyor. İkinci sebep, eğer 3B yapay doku veya organ üretecek isek, bu doku veya organların beslenmesi için öncelikle damar dokusunun oluşturulması gerekiyor.”

Canlı hücreler ilk kez biyo mürekkep olarak kullanıldı
Daha önce yapılmış doku mühendisliği çalışmalarından farklı olarak 3B basımda canlı hücreleri biyo mürekkep olarak kullandıklarını belirten Koç, “Geliştirdiğimiz algoritmaları kullanarak üreteceğimiz dokunun anatomisine göre hücrelerin basım yollarını en optimum şekilde hesaplıyoruz. Aynı zamanda hücreleri desteklemek için, destek yapılarını belirliyoruz. Yine diğer çalışmalardan en büyük farkımız, tüm hücreler tamamen birbirini desteklemiş şekilde dokunun üç boyutlu anatomisine uygun olarak belirliyoruz. Biyo yazıcıyı kontrol etmek için komutlar dosyaya kaydediliyor. Daha sonra bu komutları kullanarak biyo yazıcının nereye hücre, nereye destek yapısı basacağını kontrol ediyoruz.”
Çalışma sonucunda basılan abdominal aort damarı hastanın kendi hücre veya kök hücrelerini kullanarak üretilebilecek ve yapay damar bu tür hastalara nakil edilecek. Koç, şu anda çalışmaların tam fonksiyonlu bir yapay doku üretme aşamasında olmadıklarını ama bunun için çalışmaların devam ettiğini belirtti.