Farklı hastalıklara yönelik tedavi stratejileri geliştirmek için hastalığa neden olan mekanizmaların araştırılması ve ilaçların in vitro test edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, klinik denemelerden önce ilgili hücre ve dokular üzerinde in vitro deneylere ihtiyaç vardır. Bu açıdan hücrelerin in vitro (in vitro) kültürlenmesi, hücresel süreçlerin incelenmesine olanak sağlaması ve hayvan deneyleri için bir başlangıç deneyi olması nedeniyle önemlidir. Aynı türden bir hücre grubunu incelerken, beyin hücrelerinin işlevlerini, hücrelerin temel yapısının korunduğu üç boyutlu bir sistem içinde incelemeye ihtiyaç vardır. Bu nedenle, beyin parçalarının organotiplemesinin beyindeki moleküler ve hücresel süreçleri in vitro olarak incelemek için başarılı bir araç olduğu kanıtlanmıştır.
İn vitro hücre kültürü, izole edilmiş ortamda aynı tipteki hücreleri incelemek için uygun bir yöntemdir. Bu nedenle sinirbilimciler tarafından nöronları, oligodendrositleri veya astrositleri büyütmek için kullanılmıştır. Ayrıca bu yöntem hayvan deneylerinin sayısını da azaltmıştır. Bu tür kültürün diğer faydaları nelerdir? Birincil in vitro hücre kültürü, toksik maddelerin ve kimyasal koruyucuların etkisinin araştırılmasına izin vermenin yanı sıra hücrenin hayatta kalması, morfolojisi ve işlevinin incelenmesine izin verir. Ancak izole hücreler, diğer hücre tipleri ile etkileşimlerini kaybettikleri için organizmanın doğasını tam olarak yansıtmazlar. Bu nedenle, son on yılda organotipik kültürün kullanılmasıyla, in vivo koşulları taklit etme olasılığı ortaya çıkmıştır. Organotipik kültürler, mevcut doku düzenlemelerinin korunmasını sağlar. Bu özellikler sayesinde bu yöntem Alzheimer ve Parkinson hastalıklarını modellemek için kullanılmıştır.
Organotip terimi ilk olarak 1954 yılında bir raporda yayınlandı. Bu raporda tavuk embriyosundaki okulotipten bahsetmişti. İlk teknik tanım 1971 yılında yapılan bir çalışmada yapılmıştır. Bu çalışmada, dokunun büyük bir kısmı oda içi organoid kültür modelinde büyütülmüştür. Daha sonra bu oda bir mendil panosu olarak değiştirilmiştir. Daha sonra bu alandaki en büyük gelişme makaralı boru teknolojisinin kullanılmasıyla gerçekleşti. Bu yöntem de modifiye edildikten sonra yarı geçirgen zarlar üzerinde organoid beyin kültürleri gerçekleştirilmiştir. Alternatif olarak, bir göz içi modeli geliştirildi ve ön göz odası adı verilen bir alette 3 boyutlu doku kültürü yapıldı.
Organik doku kültüründe membran teknolojisinin kullanımı
Hayvanlar kesildikten hemen sonra kafaları %70’lik etanole konuluyor ve beyinleri parçalara ayrılıyor. Beyin, dokuya nüfuz eden bir alet olan bir titreşime bağlıdır. Steril koşullar altında, 100-400 um kalınlığında bir beyin parçası, steril ortam içinde kültürlenir. Organotipik fragmanlar, 6 oyuklu bir plakaya yerleştirilmiş 0,4 mikron kalınlığındaki zarlara dikkatlice yerleştirilir. Beyin parçaları, en az 2 hafta boyunca %5 CO içeren ortamda 37 °C’de kültürlenir. Bu süre zarfında, ortam haftada bir veya iki kez değiştirilir. Belirli bir tipteki nöronların hayatta kalması için, segmentler, büyüme faktörü içeren veya içermeyen ortamlarla desteklenebilir. Deneyin sonunda fragmanlar, 3 saat boyunca 4°’de %4 PAF veya 10 mM PBS içinde tutulur ve daha sonra, kullanıma kadar 4°’de PBS içinde tutulabilir. Alternatif olarak, beynin bazı bölümleri zar üzerinde büyümeye devam edebilir.
Beynin bölümleriyle deney yaparken iki soru ortaya çıkıyor. Analiz ne zaman yapılır? Genellikle parçalar, beyin hayvandan çıkarıldıktan veya kültürlendikten hemen sonra incelenir. Sharp fragman analizi deneylerinin avantajı, in vivo koşullara daha yakın olmalarıdır. Bu deneyler için, fragmanlar tohumlanmaz ve içeriye salınan toksik parçacıklar, deney başlamadan önce yıkanır. Bu aşamadan sonra genellikle elektrofizyoloji deneyleri yapılır. Ancak organoid beyin parçalarının nakledilmesi için 10 ila 14 gün arasında kültürlenmeleri gerekiyor. Çünkü bu sayede içsel olarak salgıladığı kalsiyum veya glutamat ile etkileşime girme olasılığı daha düşüktür.
Beynin organik bölümlerinin uygulamaları
Organotipik kültürler, birçok farklı hücre türünü inceleme fırsatı sağlar. Elektrofizyolojik deneylerden gen transfer tekniklerine ve görüntüleme tekniklerine kadar çok sayıda işlem için kullanılır. Ayrıca genlerin bağlı oldukları zardan fragmanları alındıktan sonra aktivitelerini incelemek için ELISA, RT-PCR, HPLC gibi analitik yöntemler uygulanır.
Bir maddenin veya ilacın beyne zarar verip vermediğini görmek için organik kültürler de kullanılır. Bunun için ilgili materyal kültüre verilerek etkileri gözlemlenir. Bu prosedürlere nörotoksisite testleri denir.
Korteks, ön beyin, hipotalamus ve talamus gibi birçok beyin bölgesi bu şekilde nakledilebilir. Bu konuda akla gelen soru, organik üslubun kültürünün organizmanın koşullarına ne kadar yakın olduğudur. Bu yöntem hayvan deneylerinin yerini almak için yeterli olmadığından, sonuçları doğrulamak için sonraki aşamalarda hayvan deneyleri, insan denekler üzerinde postmortem deneyler ve klinik deneyler gereklidir. Günümüzde bu yöntem; Alzheimer, Parkinson ve multipl skleroz gibi nörodejeneratif hastalıkların deneysel çalışmalarında kullanılmaktadır.
kaynak:
Mütevazı. Neuroscience tarafından sağlanan inceleme
Organoid beyin dilimi kültürleri: bir gözden geçirme. Nörobilim 305 (2015) 86-98
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]