Nakil için organ üretilebilir mi?

Organ nakli bekleyenler için bilim insanları yeni çözümler üzerinde çalışıyor. Sentetik maddelerle, hatta hastaların kendi hücreleriyle 3 boyutlu yazdıcıda basılan organlar hastalara umut vaat ediyor

Tahrip olmuş ve görevlerini yapamayan organları yenilemek için doktorlar 19’uncu yüzyıldan beri uğraşıyor.
Yapay organlar, organ nakli ve 3 boyutlu yazıcılarla organ yaratma olanağı bu hayali gerçekleştirmenin ilk adımlarını oluşturuyor.
Vücudumuz hastalıkların yaptığı hasarı onarmada çok başarılıdır. Ama öyle hastalıklar vardır ki organlarda yaptıkları zarar geri dönüşümsüzdür.
Dizimizdeki kıkırdak aşınıp parçalanırsa yürümemiz zorlaşır, nefrit böbreğimizi tahrip etmişse kanımızdaki zararlı maddeleri temizleyemez. Listeyi uzatmak mümkün.
Bu ve benzeri sorunların kesin çaresi organı yenilemektir.

Nakil bekleyen çok hasta var

Çalışmayan hayati organın yerine sağlıklı bir kişiden alınan organın kullanılmasının tarihi çok eskilere dayanıyor. Art arda gelen başarısızlıklardan yılmayan bilim insanları sonunda kısmen de olsa başarıya ulaştı. Tüm dünyada binlerce merkezde elde edilen tecrübe, organ naklinin ne kadar çok hayat kurtardığını gösteriyor. Ama bu müthiş tedavinin üstesinden gelmenin çözülmesi güç sorunları da var. Bunların başında doku uyuşmazlığı ve nakledilen organın reddi geliyor.
Bu konuda epeyce ilerleme kaydedilmiş olsa da organ naklinin geleceğini karartan çok önemli başka bir engel daha var; verici sayısının çok kısıtlı olması. Ülkemizde her gün yüzlerce belki de binlerce kişi kalp, böbrek, karaciğer ve pankreas nakli sırasındayken yaşamını yitiriyor. Bu zorlukların üstesinden gelebilmek için yeni yollar aranıyor. Bunların başında yapay organlar kullanarak hastaları tedavi etmek geliyor.
Sentetik materyalle yapılan yapay organlar, onarılmaz olduğu düşünülen hastalıklarla baş etmeyi kolaylaştırdı. Diz ve kalça protezlerinden, yapay kalp destek cihazlarına, iç kulak yerine kullanılan minik aletlerden, kalp kapaklarına kadar birçok tıbbi cihaz tıpta devrim yarattı. Bu başarıların yanında sorunlar yok değil. Sentetik maddelerden yapılmış parçaların, insan dokusundan çok farklı olması etkinliklerini ve kullanma sürelerini etkiliyor. Üstelik seri halinde üretilen tıbbi aletlerin bazen hasta kişinin özelliklerine uymaması sorun yaratıyor.

Laboratuvardan ameliyathaneye

Laboratuvarda organ üretme fikri yeni değil. 2011’de Lancet dergisinde yayınlanan bir makalede, kaza nedeniyle idrar yolları yaralanmış 5 erkek çocuğuna laboratuvarda idrar borusu üretildiği anlatılıyordu. Çocuklardan biyopsiyle alınan hücreler, çeşitlerine göre ayrılıp laboratuvar koşullarında çoğaltıldı. Her birinin idrar yollarının özelliklerine göre hazırlanmış olan kalıbın üstüne yerleştirilen hücrelerin daha da çoğalıp doku oluşturması sağlandı. 1-2 ay süren üretim aşamasından sonra hastaların kendi hücrelerinden geliştirilmiş olan idrar yolları ameliyatla yerlerine takıldı. Yerine alıştıktan sonra çalışmaya başlayan yollar sayesinde çocuklar yıllardır normal yollardan idrar yapabiyor.

Bu röntgen fiminde idrarla dolu olan mesane görülüyor. İdrarın keseden dışarı götüren boru tıkalı (kırmızı ok), çocuk çişini yapamıyor.

Hasta çocuğun kendi hücrelerinden laboratuarda yapılan idrar borusu açık (mavi oklar), çocuk çişini normal yoldan yapabiliyor..

3 boyutlu yazıcıdan yedek parçalar

Bir hastaya özel yeni doku veya organ üretebilmek büyük bir gelişme. Ama, çok zaman ve kaynak isteyen bir yöntem. Doku mühendisleri organ üretimlerini nasıl yaygınlaştırabileceklerini araştırıyorlar. Yeni bir organ yaratma sürecinde, hastanın kişisel özelliklerine sadık kalırken seri üretim yapabilmenin yolunu arıyorlar. Bir benzetme yapacak olursak hem kişiye özel terzi dikimi olacak hem de konfeksiyon gibi seri imalat yapabilecek bir sistem yaratmak istiyorlar. Hızla ilerleyen 3 boyutlu (3B) biyolojik baskı teknolojisi, bu hayali gerçekleştirmeye aday.
3B baskının tarihi, 30 yıl öncesine dayanıyor. Özel bir yazıcıda art arda yazdırılan katmanların, bilgisayardaki çizime göre üst üste eklenmesiyle 3 boyutlu gerçek bir nesne ortaya çıkarılıyor. Yazıcıda kağıt ve mürekkep yerine toz haline getirilmiş plastik, kauçuk, poliüretan ya da üretmek istenilen nesneye uygun maddeler kullanılıyor.
Bilgisayarlarla beraber yazıcılar ve sentetik maddelerdeki gelişmeler yeni baskı yönteminin önünü açtı. Karmaşık geometrik yapıların büyük bir hassasiyetle basılabilir hale gelmesi 3B yazıcıların sanayide kullanılmasını yaygınlaştırdı.
90’larda, 3B biyobaskı denilen yöntemle insan dokularının tıpkısının yaratılmasının hayal olmadığını gösteren ilk adımlar atıldı. Henüz yeni doğan bu teknolojinin klinik tıpta yer bulabilmesi için çok çaba gerekiyor olsa da epeyce yol alındığını gösteren kanıtlar var.
3B yazıcıda kalp yetersizliği çeken bir insana yeni kalp basmak henüz uzak bir hayal. Ama deri, kıkırdak gibi daha az karmaşık olan dokuları üretmenin mümkün olduğunu gösteren çalışmalar var. 3B baskıyla üretilen kıkırdağın ağır artritlerde kullanılabilmesi ve yeni derinin yanıklara deva olabilmesi için araştırmalar sürüyor.

Ameliyat öncesinde mankende denenmeli

3B baskının yarar sağlayacağı başka alanlar da bulunuyor. Yanılma payının çok az veya hiç bulunmadığı karmaşık ameliyatlardan önce cerrahın onaracağı organın tıpkısı üstünde prova yaparak hazırlanabilmesi bunlardan biri. Örneğin yeni doğan bir bebeğin ameliyatından önce böyle bir olanağın olması cerrahın işini kolaylaştırabilir.
Kalbinde karmaşık bir anormallikle doğan bebeği ameliyat etmek tıptaki en zor işlerden biridir. İrice bir ceviz kadar olan kalbin bozuk anatomosini düzeltecek olan cerrah, 3 boyutlu olarak kalbi önceden inceleyip ameliyat stratejisini belirleyebilir.
Uzmanlar teknoloji geliştikçe kalbin haraketinin bile sağlanabileceğini, böylece provanın gerçeğe daha yakın olacağını söylüyorlar. Tıbbın başka alanlarından da benzer örnekler vermek mümkün.
Normal ve hastalıklı organ modellerinin 3B yazıcılarca basılmasından sadece tedavi planlanmasında değil, eğitimde de çok yaralanılıyor. Öğrenciler ve genç doktorlar bu modelleri inceleyerek hastalıklar sonucu oluşan karmaşık bozuklukları daha kolay anlayabiliyorlar.

Canlı hücre ile 3 boyutlu baskı

3B baskı ile elde edilen bazı protezler daha önce başarılması güç ve uzun zaman alan işlemleri kolaylaştıracak gibi görünüyor. 2 yıl önce bebek Kaiba’nın başına gelenler buna güzel bir örnek. Annesi ve babası bir restoranda yemek yerken arabasında yatan 6 haftalık Kaiba’nın nefes alması bozuldu. Kısa süre sonra hiç nefes alamaz oldu. Birkaç dakika içinde gelen acil ekibin müdahalesiyle moraran bebek hayata döndürüldü. Yapılan incelemeler sonunda sorunun bebeğin binde bir görülen zayıf nefes borusu ile doğduğu anlaşıldı. Yapılan tedavi yarar sağlamadı. Nefes alamama nöbetleri sıklaştı. Sonunda solunum aletine bağlandı. Yardıma bu konuda bir süredir araştırma yapmakta olan hekimler yetişti.
Bebeğin zayıf nefes borusunu kuvvetlendirecek bir iskelet yapmak gerekiyordu. Minnacık borunun her kıvrımına uyacak bir plastik boru bilgisayarda en ince ayrıntısına kadar hazırlandı. Sonra 3B yazıcıda basıldı. Özel izinle Kaiba ameliyata alındı, nefes borusu çevresine dikilen iskeletle güçlendirildi. Sağlığına kavuşup hastaneden çıkan bebeğin doktorları, bebek büyüdükçe kendi nefes borusunun güçleneceğini söylüyorlar.
Doku mühendisliğinin son yıllardaki bir başka başarısı da canlı hücreleri kullanarak yeni organ yaratmaları. Bu önemli gelişme sayesinde nefes borusu tahrip olmuş bir hastaya kendi hücreleriyle yapılmış yeni nefes borusu takmak mümkün olacak. Kendi kök hücrelerinden laboratuarda üretilen yeni organın ret edilmesi söz konusu olmayacak. Bilim insanları canlı hücreleri kullanarak 3 boyutlu baskı yapabilmeleri yepyeni ufuklar açacak.