Bilim İnsanları Laboratuvar Ortamında Tam İşlevli Saç Foliküllerini Büyütebildiler

Araştırmacılar, ilk kez embriyonik farelerden elde edilen hücreleri kullanarak, saç yetiştiren bir organın küçük, basit versiyonları olan saç folikülü organoidlerini üretebildiler.

Ayrıca, saçın pigmentasyonunu da etkileyebildiler ve foliküller canlı tüysüz farelere nakledildiğinde birden fazla saç büyüme döngüsü boyunca işlev görmeye devam ettiler.

 Ekip, bu araştırmanın saç dökülmesini tedavi etme çabalarına yardımcı olabileceğini ve hayvan testleri ve ilaç taramasına alternatif modeller sunabileceğini söylüyor.

Saç kökleri embriyonun gelişimi sırasında oluşur. Dış deri tabakası veya epidermis ve onun yanındaki bağ dokusu tabakası, mezenkim, hücrelerin bir araya gelerek organı oluşturmaya başladığı morfogenez sürecini tetiklemek için karşılıklı olarak etkileşime girer.

Foliküllerle sonuçlanan bu epidermal-mezenkimal etkileşimler çok da iyi anlaşılmadı. Bir laboratuvar ortamında, bilim adamları, folikül içeren hem fare hem de insan deri organoidlerini büyütmeyi başardılar, ancak başarılı bir şekilde folikülleri izole ederek büyütmenin zor olduğu kanıtlandı.

Embriyonik farelerden toplanan iki tip hücreyle bunu başladılar: epitelyal (deri); ve mezenkimal.

Bu hücre gruplarından bazıları, hücrelerin yapılar oluşturmasına yardımcı olan fareden türetilmiş bir zar preparasyonu olan Matrigel adlı bir madde ile kültürlendi; bazıları Matrigel olmadan kültürlendi.

Fark oldukça çarpıcıydı. İki hücre tipi bir araya toplandı, daha sonra küme içinde kendiliğinden ayrılarak organize bir yapı oluşturdu.

Matrigel olmadan veya daha sonra Matrigel eklendiğinde, bu yapılar halter şeklindeydi ve fonksiyonel foliküllere dönüşemediler.

Bununla birlikte, kültürün hücrelerle tohumlanmasından sonraki altı saat içinde Matrigel eklendiğinde, yapılar bir mezenkimal hücre kabuğu ile çevrili bir epitel hücre çekirdeğinden oluşuyordu.

Araştırmacılar bu düzenlemenin iki hücre tipi arasındaki temas alanını artırdığını ve blobun bir folikül haline gelmesini kolaylaştırdığını söylüyor.

Nitekim gözlemledikleri de tam olarak budur. Çekirdek kabuk lekeleri, 23 gün sonra 2 milimetre saç büyüyen, neredeyse yüzde 100 başarı oranıyla olgun, saç üreten folikül organoidlerine dönüştü.

Bu süreçte araştırmacılar, folikülün moleküler düzeyde nasıl saç geliştirdiğini ve ürettiğini inceleyebildiler.

Ayrıca pigmentasyonla ilgili hücreler olan melanositlerin üretimini uyaran bir ilacı da test ettiler.

Bu ilaç kültüre eklendiğinde, folikül organoidlerinden büyüyen kıllar, ilacın eklenmediği kıllardan daha fazla pigmentliydi.

Son olarak, organoidlerin canlı bir bedene entegre olup olamayacağını gözlemlemek için kültürlenmiş foliküllerini çıplak farelere – özellikle baskılanmış bir bağışıklık sistemi ile yetiştirilmiş laboratuvar farelerine – naklettiler.

Nakledildikten sonra, organoidler tam foliküllere olgunlaştı ve en az 10 ay süren birkaç büyüme döngüsü için saç üretti.

Açıkçası bu bir fare çalışması ve henüz insanlar üzerindeki etkisi tahmin edilemiyor ancak  bşr sonraki gündemde insan araştırması var.

Fare çalışmasının aksine ekip embriyolardan elde edilen hücreleri kullanmayacak. Ancak yetişkinler tarafından bağışlanan hücreleri alacak ve bunları kök hücrelere ters mühendislik uygulayarak gerekli epitel ve mezenkimal hücreleri büyütmeyi umuyorlar.

Bu süreç kendi içinde açıklayıcı olabilir, ancak nihai hedef iddialı bir hedeftir. Ekip, araştırmalarının tüm cinsiyetleri etkileyen alopesi veya kellik gibi durumlar için tedavilere yol açacağını umuyor.

Ayrıca in vitro bir saç folikülü morfogenezi ve gelişimi modeli de hayvan testlerine olan bağımlılığımızı azaltabilir.

Ekibin bu araştırması Science Advances'te yayınlandı.