Anthony Atala’nın sanat şahaseri laboratuarında insan organları yetiştiriliyor– kaslardan, kan damarlarına, mesanelere ve daha pek çoğu. Kendisi TEDMED’de yaptığı sunumda bio-mühendislerinin bazı bilim kurgusal şeyler üstünde yaptıkları çalışmaların, 37 derece santigrata ön ısıtılmış fırın benzeri bio-reaktörlerin, insan dokusu “basan” makinaların görüntülerini bizimle paylaşıyor.

Bu aslında Harvard Tıp Fakültesi Countway Kütüphanesi’nde asılı duran bir resim. Ve ilk defa bir organın transplante (nakil) edilişini gösteriyor. Önde, gördüğünüz gibi, aslında Joe Murray hastayı organ nakline hazırlıyor bu arada arka odada Harvard’da Ürolojinin şefi olanHartwell Harrison’u aslında böbreği alırken görüyorsunuz. Böbrek gerçekten de insana nakli yapılan ilk organdır.

1954 yıllarındaydı. 55 yıl önce Onlar da, onlarca yıl önce, benzeri sorunlarla baş etmeye çalışıyorlardı. Kesinlikle çok ilerleme kaydedildi, çok yaşam kurtarıldı. Ama büyük bir organ eksikliğimiz var. Son on yılda organ bekleyen hastaların sayısı iki kat arttı. Aynı zaman diliminde yapılan organ nakillerinin gerçek sayısı ise aynı kaldı. Bunun yaşlanan nüfusumuzla ilgisi olmalı. Sadece yaşlanıyoruz. Tababet bizleri hayatta tutma konusundadaha iyi bir iş çıkarıyor. Ama biz yaşlandıkça, organlarımız yetmezliğe giriyor.

Ve bu bir sorun, sadece organlarımız da değil, dokularımız da öyle. Pankreası yenilemeye çalışmak Parkinson hastalığında bize yardım edecek sinirleri yenilemeye çalışmak. Bunlar çok temel konular. Bu aslında çok çarpıcı bir istatistik. Her 30 saniyede bir doku yenilenmesi veya nakli ile tedavi edilebilecek bir hasta ölüyor. Peki, bu konuda ne yapabiliriz? Bu akşam kök hücrelerden bahsettik. Bunu yapmanın bir yolu bu. Ancak bu kök hücrelerini hastalara, organlarını tedavi edecek şekilde aktarabilmemize daha çok zaman var.

Vücutlarımız kendi kendilerini yenileseler harika olmaz mıydı? Gerçekten de vücutlarımız üzerinde bu güce sahip olsak ve gerçekten kendi kendimizi iyileştirsek muhteşem olmaz mıydı? Bu durum o kadar da yabancı olduğumuz bir kavram değil, aslında; Dünya’da hergün meydana geliyor. Bu aslında bir salamanderin fotoğrafı. Salamanderlerde bu inanılmaz yenilenme kapasitesine sahip. Burada küçük bir video görüyorsunuz. Bu salamanderde bir uzuv yaralanması. Ve bu gerçek bir fotoğraf, zamanlamalı çekilmiş, uzvun bir kaç gün içindeyenilenmesini gösteriyor. Yara dokusunun oluşmasını görüyorsunuz. Ve bu yara dokusu aslında dışarıya uzuv olarak büyüyor.

Yani salamanderler bunu yapabiliyor. Biz niye yapamıyoruz? Insanlar neden yenilenemiyor?Aslında, yapabiliriz. Vücudunuzda pek çok organ var, ve vücudunuzdaki her bir organın daherhangi bir yaralanma zamanında işi devir almaya hazır bekleyen bir hücre popülasyonu (nüfusu)var. Bu hergün oluyor. Yaşlandıkça, siz yaşlanırken. Kemikleriniz her 10 yılda yenileniyor. Cildiniz her iki haftada bir yenileniyor. Yani vücudunuz sürekli yenileniyor.Yaralanma olduğunda sorun başlıyor. yaralanma veya hastalıkta vücudunuzun ilk tepkisi o bölgeyi vücudun geri kalanına kapatmak. Basitçe enfeksiyonu defetmek istiyor, ve kendini kapatıyor, vücudunuzun içindeki organlar olsun cildiniz olsun, ilk tepki yara dokusunun oraya doğru ilerlemesi ve dışarıya kendini kapatması.

Peki bu gücü nasıl kullanabiliriz? Bunu yapmamızın yollarınden biri aslında bio-akıllı malzemeler kullanmak. Bu nasıl işe yarıyor? Burada sol tarafta zedelenmiş bir üretra görüyorsunuz. Bu mesaneyi vücudun dışına bağlayan kanal. Ve zedelenmiş olduğunu görüyorsunuz. Biz basitce bu akıllı biyolojik malzemeleri bir köprü oluşturacak şekilde kullanıyoruz. Eğer bu köprüyü kurarsanız ve dış ortamdan uzaklaştırırsanız, o zaman bu köprüyü yaratabilirsiniz ve hücreler vücudunuzda yenilenerek bu köprüden geçip yolunu bulabilir.

Burada gördüğünüz de aynen budur. Bu aslında bu hastayı tedavi etmekte kullandığımız akıllı bir bio-malzeme. soldaki yaralanmış bir üretraydı. Bio-malzemeyi ortada kullandık. Ve 6 ay sonra, sağ tarafta yeniden yapılmış üretrayı görüyorsunuz. Yani vücudunuzun kısa mesafeler dahilinde yenilenebildiği ortaya çıkıyor. Yenilenme için en uzak yeterli mesafesadece bir santimetre kadar. Yani bu akıllı bio-malzemeleri sadece bir santimetrelik boşluklarda köprü kurup doldurabilecek şekilde kullanabiliyoruz.

Yani, vücudumuz yenileniyor ama limitli mesafelerde. Şimdi ne yapacağız, ya daha büyük organlarınızda yaralanmalar varsa? Bir santimetreden çok daha büyük yapılarda yaralarımız olduğunda ne yapmalıyız? O zaman hücreleri kullanmaya başlayabiliriz. Buradaki strateji şudur; eğer bize bir hasta hastalanmış veya yaralanmış bir organla gelirse, o organdan çok küçük bir parça, bir posta pulunun yarısı kadarlık bir doku örneği alıyoruz. Daha sonra bu dokuyu parçalara ayırabilirsiniz, temel özelliklerine bakarsınız, hastanın kendi hücrelerine,bu hücreleri dışarıya alırsınız, vücudun dışında çoğaltır ve büyük miktarlarda üretirsiniz, ve daha sonra yapı iskelesi malzemelerini kullanırsınız.

Çıplak gözle baktığınızda, bluz veya eteğinizin bir parçasıymışlar gibi görünürler, ama aslında bu malzemeler oldukça kompleks yapıdadır. ve vücudun içine girdiklerinde zamanla yok olacak şekilde dizayn edilmişlerdir. Birkaç ay içinde erirler. Sadece hücre taşıyıcı bir araç görevi görürler. Hücrelerin vücuda girmesini sağlar. Hücrelerin yeni dokuyu geliştirmesine izin verir ve doku yenilendiğinde de yapı iskeleti ortadan kaybolur.

İşte bu kas parçası için yaptığımız şey. Bu aslında bir parça kas dokusunu ve yapısal parçalarının içinden kası nasıl inşaa ettiğimizi gösteriyor. Hücreleri alıyoruz ve çoğaltıyoruz,hücreleri yapı iskeleti malzemesinin üstüne yerleştiriyoruz, ve yapı iskeletini hastaya geri yerleştiriyoruz. Ama aslında, hastaya yapı iskeletini yerleştirmeden önce, biraz egzersiz yaptırıyoruz. Kasın kondüsyonu ve hastaya geri naklettiğimizde ne yapacağını bildiği hakkında emin olmaya çalışıyoruz. İşte burada gördüğünüz de budur. Bir kas bio-reaktörü görüyorsunuz, kası öne ve arkaya doğru çalıştırıyor.

Tamam. Burada gördükleriniz düz-yassı yapılar, kas gibi. Ya diğer yapılar? Bu aslında inşaa edilmiş bir kan damarı. Az önce yaptığımıza çok benziyor, biraz daha kompleks. Bir yapı iskeletini alıyoruz, ve basitçe–yapı iskeleti buradaki bir parça kağıt diye düşünün Ve bu iskeleti tüp haline getirebiliyoruz. Ve sonra ne yapıyoruz, bir kan damarı, strateji aynı. Bir kan damarı iki farklı tip hücreden oluşur. Kas hücrelerini alıyoruz, yapıştırıyor veya dışını bu kas hücreleri ile kaplıyoruz çok katlı pasta yapmak gibi, eğer yapıyorsanız.

Kas hücrelerini dışarıya yerleştiriyorsunuz. Kan damarı içini döşeyen hücreleri (endotel) de içeriye yerleştiriyorsunuz. İşte hücre ekilmiş yapı iskeletiniz tamamen hazır. Bunu fırın benzeri bir bir aletin içine koyacaksınız. İçi insan vücuduyla aynı koşullara sahip, 37 derece santigrat, %95 oksijen. Ve sonra çalıştırıyorsunuz, videoda görüldüğü gibi.

Va sağda da aslında inşaa edilmiş bir Carotis arteri görülüyor. Bu boynunuzdan beyninize giden arterdir. Ve bu da lümeni açık, fonksiyonel kan damarını gösteren bir rontgen. Daha kompleks yapılar, örneğin size gösterdiğim kan damarları, üretralar, bunlar kesinlikle daha kompleks yapılardır, çünkü iki farklı hücre türü ile çalışırsınız. Ama aslında su kanalı gibi hareket ederler. İçinden kararlı halde hava veya sıvının geçmesine izin verirler. İçi boş organlar kadar kompleks değillerdir. İçi boş organlar çok yüksek kompleks yapılara sahiptir,çünkü bu organların gelen talebe uygun şekilde davranmasını istiyorsunuz.

Yani, mesane işte böyle bir organ. Aynı strateji, mesaneden çok küçük bir parça alıyoruz,posta pulunun yarısı kadar. Sonra bu dokuyu parçalıyoruz ve iki ayrı hücresel komponentine ayırıyoruz, kas ve mesaneye özel hücreler. Büyük miktarda hücreyi vücudun dışında çoğaltıyoruz. Organdan alınıp çoğaltılmaları yaklaşık dört hafta sürüyor. Ve mesaneye benzer bir yapı iskeleti hazırlıyoruz. İçini mesane hücreleri ile kaplıyoruz (transisyonel epitel hücre) Dışını kas hücreleri ile kaplıyoruz. Fırına benzer aletimizin içine geri yerleştiriyoruz.Hastadan mesane doku örneği alışınızdan altı sekiz hafta sonra hastaya organı nakledebiliyorsunuz.

İşte bu yapı iskeletini gösteriyor Bu malzeme aslında hücrelerle kaplanmış durumda. İlk klinik deneylerimizi yaptığımızda, bu hastaların her biri için spesifik birer tane mesane yapı iskeleti hazırlamıştık. Hastalarımız ameliyatlarından altı sekiz hafta önce yatırdık ve rontgenlerini çektik. Ve tam olarak o hastanın kendi pelvik boşluğuna uygun boyutta yapı iskeleti oluşturduk. Deneyin ikinci fazında küçük, orta, büyük, ekstra-büyük gibi farklı boyutlarda hazırladık. (Kahkahalar) Gerçekten. Ve eminim buradaki herkes ekstra-büyük boyutta isterdi, değil mi? (kahkahalar)

Yani, mesaneler diğer organlara göre kesinlikle biraz daha kompleks yapıda. Ama bu kompleks yapının daha ötesine geçmiş başka içi boş organlar da var. Bu örneğin biizim inşaa ettiğimiz bir kalp kapağı. Ve bu kalp kapağının inşaası da aynı stratejiye dayanıyor.Yapı iskeletini aldık, hücreleri ona ektik, ve işte burada gördüğünüz gibi, kapağın yaprakçıkları açılıp kapanıyor. Nakil etmeden önce bu egzersizleri yapıyoruz. Aynı strateji.

Ve en kompleks yapıda olanlarda sıra, içi dolu (solid) organlar. İçi dolu organlar daha da kompleks çünkü her santimetre-kare için çok daha fazla hücre kullanıyorsunuz. Bu aslında basit bir içi dolu organ, kulak yani. Şimdi kıkırdak dokuyu ektik. Fırına benzer aletimize koyduk; Ekim işlemi biter bitmez hemen buraya yerleştiriyoruz. Ve bir kaç hafta içinde de kıkrdak yapı iskeletini çıkarabiliyoruz.

Bunlar aslında inşaa ettiğimiz parmak eklemleri. Bunlar katmanlanıyorlar, her seferinde 1 kat, ilk önce kemik, boşlukları da kıkırdakla dolduruyoruz. Ve en üste de kasları eklemeye başlıyoruz. Ve bu içi dolu organları katmanlamaya başlıyorsunuz. Yine, buna nazaran daha kompleks organlar, ama hepsinden öte en kompleks içi dolu organlar damarsal yapıda, yüksek damarsal yapıda olan, çok fazla kan damar yapı desteği olan, örneğin kalp,karaciğer, böbrekler. Bu aslında bir örnek– içi dolu organların inşaası için pek çok strateji var.

Bu stratejilerden bir tanesi. Bir yazıcı (printer) kullanıyoruz. Ve mürekkep kullanmak yerine– az önce kıkırdak püskürtüldüğünü gördünüz– biz hücre kullanıyoruz. Bu gerçekten de masa üstü tipik bir yazıcı. Ve aslında şu anda bu iki bölümlü kalbi yazıyor, her defasında bir katını.İşte kalbin ortaya çıkışını görüyorsunuz. Yazdırma işlemi yaklaşık 40 dakika sürüyor, ve 4-6 saat sonra da kas hücrelerinin kasıldığını görebilirsiniz. (Alkışlar) Bu teknoloji enstitümüzde çalışan Tao Ju tarafından geliştirildi. Ve elbette ki hala deneysel, hastalarda kullanmak için değil.

İzlediğimiz başka bir strateji de hücrelerinden arındırılmış organları kullanmak. Donör organları alıyoruz, bunlar ıskartaya çıkmış organlar, ve sonra çok ılımlı deterjanlar kullanarakbu organdaki tüm hücresel elemanları ayırıyoruz. Örneğin solda üstte bir karaciğer görüyorsunuz. Biz donör karaciğerini alıyoruz, ılımlı deterjan ajanlarla bütün hücrelerini üstünden alıyoruz tüm hücreleri oradan alıyoruz.

İki hafta sonra, basitçe, bu organı kaldırabilirsiniz, bir karaciğermiş gibi hissedersiniz, ve bir karaciğermiş gibi elinizde tutabilirsiniz, ve bir karaciğere benzer ama hiç hücresi yoktur.geriye kalan tek şey kollajen dokusundan ibaret olan iskelet yapısıdır ve bu kollajen vücutlarımızda vardır, ve vücut tarafından yabancı sayılıp reddedilmez. Bir hastadan alıp diğerinde kullanılabilir. Bu damarsal yapıdaki organı tekrar alırız ve kan damarı yapısının kaybolmadığını ispat edebiliriz.

Görüyorsunuz, bu floroskopi. Organa rontgende ışık verecek (kontrast madde) madde enjekte ediyoruz. İşte başladığını görüyorsunuz. Kontrast maddeyi bu organa, hücreleri alınmış karaciğere veriyoruz. Ve sağlam kalmış olan damarsal ağaç yapısını görüyorsunuz.Daha sonra hücreleri alıyoruz, damar hücrelerini, kan damarı hücrelerini, yani hastanın kendi hücrelerini bu damarsal ağaç yapısına serpiyoruz. Karaciğerin dışına da, yine hastanın kendi karaciğer hücrelerini serpiyoruz. Ve böylece işlev gören karaciğerler yaratıyorsunuz. Ve bu gördüğünüzde aslında budur. Bu hala deneysel. Ama gerçekten de deneysel olarakkaraciğerdeki işlevselliği yeniden yaratmayı başardık.

Böbreklere gelince, size en başta gördüğünüz resim hakkında konuşmuştum, gösterdiğim ilk slide’dı, Organ nakli listesinde beklemekte olan hastaların %90’ı böbrek beklemektedir, %90… Yani takip ettiğimiz diğer bir strateji, silikon levhalar yaratıp onları akordeona benzer yapıda istiflemek. Ve, bunları bu şekilde böbrek hücrelerini kullanarak kümeliyoruz. Ve işte inşaa ettiğimiz minyatür böbrekleri görüyorsunuz. Gerçekten de idrar yapabiliyorlar. Ve yine, küçük yapılar, bunları nasıl büyüteceğimiz asıl sorunumuz, ve halen enstitüde bu konu üstünde çalışıyoruz. Sizin için özetlemek istediğim şeylerden birisi de bu yenileme tıbbında izlediğimiz stratejiler.

Eğer mümkünse gerçekten organlarınızı yeniden yaratmakta istediğimiz zaman bir raftan çekip alabildiğimiz akıllı bio-malzemeleri kullanmayı istiyoruz. Şu an mesafeler konusunda kısıtlıyız, ama hedefimiz zaman içinde bu mesafelerin artmasını sağlayabilmek. Eğer akıllı biomateryalleri kullanamıyorsak sizin kendi hücrelerinizi kullanmayı tercih ediyoruz.

Neden? Çünkü vücudunuz tarafından tanınır, reddilmezler. Sizden hücrelerinizi alabilir, yapıyı oluşturabilir, size geri nakledebiliriz, reddedilmezler. Ve eğer mümkünse, sizin söz konusu organınıza ait spresifik hücreleri kullanmayı tercih ederiz. Hastalanmış bir nefes borunuz varsa, nefes borunuzdaki hücreleri almayı, hastalanmış bir pankreasınız varsa o organa özel hücreleri almayı tercih ederiz.

Neden? Çünkü aldığımız bu hücreler, sizin istediğiniz tipte hücreler olduklarını zaten biliyorlar. Bir nefes borusu hücresi, zaten bir nefes borusu hücresi olduğunu bilir. Ona başka türde bir hücre olmayı öğretmeye gerek yoktur. Yani, organ-spesifik hücreleri tercih ediyoruz. Ve bugün vücudunuzdaki,neredeyse tüm organlardan hücre elde edebiliyoruz.halen kök hücrelerine ihtiyaç duyduğumuz kalp, karaciğer, sinir ve pankreas gibi organlar haricinde neredeyse tüm organlardan hücre elde edebiliyoruz. Vücudunuzdaki kök hücreleri kullanamazsak, o zaman donör kök hücresi kullanmayı tercih ediyoruz. Ve reddedilmeyecek, tümor oluşturmayacak hücreler tercihimiz oluyor.

İki yıl önce üstüne yayın yapmış olduğumuz kök hücrelerle de çalışmaya devam ediyoruz;benzer özellikler taşıyan amniyotik sıvıdan (halk arasında gebelik suyu) ve plasentadan (halk arasında bebeğin eşi) alınan kök hücreler. Yani, bu noktada, size belli başlı sorunlarımızdanbahsetmek istedim. Biliyorsunuz, size bu sunumu yaptım, herşey harika gözüküyor, herşey işliyor. Aslında hayır, bu teknolojiler gerçekten de kolay değil. Bugün gördüğünüz bazı çalışmalar enstitümüzde 700’den fazla araştırmacı tarafından yaklaşık 20 yılda yapıldı.

Yani bunlar son derece zorlu teknolojiler. Bir kez formulü oturtunca, tekrarlayabiliyorsunuz.Ama oraya varabilmek çok zorlu oluyor. Yani, ben bu karikatürü göstermeyi hep sevmişimdir. Bu kaçağı nasıl durdurabiliriz aşaması. Ve orada posta-arabası sürücüsünü görüyorsunuz, ve o üst panele çıkıyor, A, B, C, D, E, F aşamalarını geçiyor. Ve nihayet kaçma aşamasını durduruyor. Ve onlar genellikle temel bilimadamları, En altta da genellikle cerrahlar vardır. (Kahkahalar) Ben bir cerrahım ve bu hiç komik değil. (Kahkahalar)

Ama aslında A metodu doğru yaklaşımdır. Şunu demek istiyorum, bu teknolojilerden birini ne zaman klinikte başlatsak, hastalar üstünde bu teknolojiyi kullanmadan önce,laboratuarda elimizden gelen herşeyi yapmış olduğumuza kesinlikle emin olmuşuzdur. Ve bu teknolojiyi insanlarda kullandığımızda da kendimize son derece zor bir soru sorduğumuza emin olun; Bunu kendi sevdiklerine, kendi çocuğuna kendi aile bireyine nakil etmeye hazır mısın? Ondan sonra devam ederiz. Çünkü ana hedefimiz, elbette ilk önce zarar vermemektir.

Şimdi size çok kısa bir video klip göstereceğim, bir hastaya ait 5 saniyelik bir klip kendisi inşaa ettiğimiz organlardan birini aldı. Bu yapılardan bazılarını nakletmeye 14 yıldan daha uzun bir zaman önce başladık. Yani, şimdi etrafta organlarımızla dolaşan hastalar var, inşaa edilmiş organlar, belki 10 yıldan daha fazla zamandır. Size genç bir hanımın video klibini gösteriyorum. Spina Bifida defekti ve omurilik anormalliği vardı (omurgası kapanmamış)Normal bir mesanesi yoktu. Bu CNN’den bir parça. Sadece 5 saniye. Bu bölüm Sanja Gupta’nın asıl ilgilendiği kısım.

Video: Kaitlyn M: Mutluyum. Her zaman bir kaza.. veya benzeri bir şey yaşayacağımdan korkardım. Ve şimdi öylece gidebiliyorum. arkadaşlarımla dışarıya çıkabiliyorum, gidip ne istersem onu yapabiliyorum.

Anthony Atala: Görüyorsunuz, günün sonunda, yenileyici tıbbın verdiği söz, tek bir sözdür.Ve aslında bu çok da basittir, hastalarımızı daha iyi yapabilmek. İlginiz için teşekkürler.(Alkışlar)

Bu aslında Harvard Tıp Fakültesi Countway Kütüphanesi’nde asılı duran bir resim. Ve ilk defa bir organın transplante (nakil) edilişini gösteriyor. Önde, gördüğünüz gibi, aslında Joe Murray hastayı organ nakline hazırlıyor bu arada arka odada Harvard’da Ürolojinin şefi olanHartwell Harrison’u aslında böbreği alırken görüyorsunuz. Böbrek gerçekten de insana nakli yapılan ilk organdır.

1954 yıllarındaydı. 55 yıl önce Onlar da, onlarca yıl önce, benzeri sorunlarla baş etmeye çalışıyorlardı. Kesinlikle çok ilerleme kaydedildi, çok yaşam kurtarıldı. Ama büyük bir organ eksikliğimiz var. Son on yılda organ bekleyen hastaların sayısı iki kat arttı. Aynı zaman diliminde yapılan organ nakillerinin gerçek sayısı ise aynı kaldı. Bunun yaşlanan nüfusumuzla ilgisi olmalı. Sadece yaşlanıyoruz. Tababet bizleri hayatta tutma konusundadaha iyi bir iş çıkarıyor. Ama biz yaşlandıkça, organlarımız yetmezliğe giriyor.

Ve bu bir sorun, sadece organlarımız da değil, dokularımız da öyle. Pankreası yenilemeye çalışmak Parkinson hastalığında bize yardım edecek sinirleri yenilemeye çalışmak. Bunlar çok temel konular. Bu aslında çok çarpıcı bir istatistik. Her 30 saniyede bir doku yenilenmesi veya nakli ile tedavi edilebilecek bir hasta ölüyor. Peki, bu konuda ne yapabiliriz? Bu akşam kök hücrelerden bahsettik. Bunu yapmanın bir yolu bu. Ancak bu kök hücrelerini hastalara, organlarını tedavi edecek şekilde aktarabilmemize daha çok zaman var.

Vücutlarımız kendi kendilerini yenileseler harika olmaz mıydı? Gerçekten de vücutlarımız üzerinde bu güce sahip olsak ve gerçekten kendi kendimizi iyileştirsek muhteşem olmaz mıydı? Bu durum o kadar da yabancı olduğumuz bir kavram değil, aslında; Dünya’da hergün meydana geliyor. Bu aslında bir salamanderin fotoğrafı. Salamanderlerde bu inanılmaz yenilenme kapasitesine sahip. Burada küçük bir video görüyorsunuz. Bu salamanderde bir uzuv yaralanması. Ve bu gerçek bir fotoğraf, zamanlamalı çekilmiş, uzvun bir kaç gün içindeyenilenmesini gösteriyor. Yara dokusunun oluşmasını görüyorsunuz. Ve bu yara dokusu aslında dışarıya uzuv olarak büyüyor.

Yani salamanderler bunu yapabiliyor. Biz niye yapamıyoruz? Insanlar neden yenilenemiyor?Aslında, yapabiliriz. Vücudunuzda pek çok organ var, ve vücudunuzdaki her bir organın daherhangi bir yaralanma zamanında işi devir almaya hazır bekleyen bir hücre popülasyonu (nüfusu)var. Bu hergün oluyor. Yaşlandıkça, siz yaşlanırken. Kemikleriniz her 10 yılda yenileniyor. Cildiniz her iki haftada bir yenileniyor. Yani vücudunuz sürekli yenileniyor.Yaralanma olduğunda sorun başlıyor. yaralanma veya hastalıkta vücudunuzun ilk tepkisi o bölgeyi vücudun geri kalanına kapatmak. Basitçe enfeksiyonu defetmek istiyor, ve kendini kapatıyor, vücudunuzun içindeki organlar olsun cildiniz olsun, ilk tepki yara dokusunun oraya doğru ilerlemesi ve dışarıya kendini kapatması.

Peki bu gücü nasıl kullanabiliriz? Bunu yapmamızın yollarınden biri aslında bio-akıllı malzemeler kullanmak. Bu nasıl işe yarıyor? Burada sol tarafta zedelenmiş bir üretra görüyorsunuz. Bu mesaneyi vücudun dışına bağlayan kanal. Ve zedelenmiş olduğunu görüyorsunuz. Biz basitce bu akıllı biyolojik malzemeleri bir köprü oluşturacak şekilde kullanıyoruz. Eğer bu köprüyü kurarsanız ve dış ortamdan uzaklaştırırsanız, o zaman bu köprüyü yaratabilirsiniz ve hücreler vücudunuzda yenilenerek bu köprüden geçip yolunu bulabilir.

Burada gördüğünüz de aynen budur. Bu aslında bu hastayı tedavi etmekte kullandığımız akıllı bir bio-malzeme. soldaki yaralanmış bir üretraydı. Bio-malzemeyi ortada kullandık. Ve 6 ay sonra, sağ tarafta yeniden yapılmış üretrayı görüyorsunuz. Yani vücudunuzun kısa mesafeler dahilinde yenilenebildiği ortaya çıkıyor. Yenilenme için en uzak yeterli mesafesadece bir santimetre kadar. Yani bu akıllı bio-malzemeleri sadece bir santimetrelik boşluklarda köprü kurup doldurabilecek şekilde kullanabiliyoruz.

Yani, vücudumuz yenileniyor ama limitli mesafelerde. Şimdi ne yapacağız, ya daha büyük organlarınızda yaralanmalar varsa? Bir santimetreden çok daha büyük yapılarda yaralarımız olduğunda ne yapmalıyız? O zaman hücreleri kullanmaya başlayabiliriz. Buradaki strateji şudur; eğer bize bir hasta hastalanmış veya yaralanmış bir organla gelirse, o organdan çok küçük bir parça, bir posta pulunun yarısı kadarlık bir doku örneği alıyoruz. Daha sonra bu dokuyu parçalara ayırabilirsiniz, temel özelliklerine bakarsınız, hastanın kendi hücrelerine,bu hücreleri dışarıya alırsınız, vücudun dışında çoğaltır ve büyük miktarlarda üretirsiniz, ve daha sonra yapı iskelesi malzemelerini kullanırsınız.

Çıplak gözle baktığınızda, bluz veya eteğinizin bir parçasıymışlar gibi görünürler, ama aslında bu malzemeler oldukça kompleks yapıdadır. ve vücudun içine girdiklerinde zamanla yok olacak şekilde dizayn edilmişlerdir. Birkaç ay içinde erirler. Sadece hücre taşıyıcı bir araç görevi görürler. Hücrelerin vücuda girmesini sağlar. Hücrelerin yeni dokuyu geliştirmesine izin verir ve doku yenilendiğinde de yapı iskeleti ortadan kaybolur.

İşte bu kas parçası için yaptığımız şey. Bu aslında bir parça kas dokusunu ve yapısal parçalarının içinden kası nasıl inşaa ettiğimizi gösteriyor. Hücreleri alıyoruz ve çoğaltıyoruz,hücreleri yapı iskeleti malzemesinin üstüne yerleştiriyoruz, ve yapı iskeletini hastaya geri yerleştiriyoruz. Ama aslında, hastaya yapı iskeletini yerleştirmeden önce, biraz egzersiz yaptırıyoruz. Kasın kondüsyonu ve hastaya geri naklettiğimizde ne yapacağını bildiği hakkında emin olmaya çalışıyoruz. İşte burada gördüğünüz de budur. Bir kas bio-reaktörü görüyorsunuz, kası öne ve arkaya doğru çalıştırıyor.

Tamam. Burada gördükleriniz düz-yassı yapılar, kas gibi. Ya diğer yapılar? Bu aslında inşaa edilmiş bir kan damarı. Az önce yaptığımıza çok benziyor, biraz daha kompleks. Bir yapı iskeletini alıyoruz, ve basitçe–yapı iskeleti buradaki bir parça kağıt diye düşünün Ve bu iskeleti tüp haline getirebiliyoruz. Ve sonra ne yapıyoruz, bir kan damarı, strateji aynı. Bir kan damarı iki farklı tip hücreden oluşur. Kas hücrelerini alıyoruz, yapıştırıyor veya dışını bu kas hücreleri ile kaplıyoruz çok katlı pasta yapmak gibi, eğer yapıyorsanız.

Kas hücrelerini dışarıya yerleştiriyorsunuz. Kan damarı içini döşeyen hücreleri (endotel) de içeriye yerleştiriyorsunuz. İşte hücre ekilmiş yapı iskeletiniz tamamen hazır. Bunu fırın benzeri bir bir aletin içine koyacaksınız. İçi insan vücuduyla aynı koşullara sahip, 37 derece santigrat, %95 oksijen. Ve sonra çalıştırıyorsunuz, videoda görüldüğü gibi.

Va sağda da aslında inşaa edilmiş bir Carotis arteri görülüyor. Bu boynunuzdan beyninize giden arterdir. Ve bu da lümeni açık, fonksiyonel kan damarını gösteren bir rontgen. Daha kompleks yapılar, örneğin size gösterdiğim kan damarları, üretralar, bunlar kesinlikle daha kompleks yapılardır, çünkü iki farklı hücre türü ile çalışırsınız. Ama aslında su kanalı gibi hareket ederler. İçinden kararlı halde hava veya sıvının geçmesine izin verirler. İçi boş organlar kadar kompleks değillerdir. İçi boş organlar çok yüksek kompleks yapılara sahiptir,çünkü bu organların gelen talebe uygun şekilde davranmasını istiyorsunuz.

Yani, mesane işte böyle bir organ. Aynı strateji, mesaneden çok küçük bir parça alıyoruz,posta pulunun yarısı kadar. Sonra bu dokuyu parçalıyoruz ve iki ayrı hücresel komponentine ayırıyoruz, kas ve mesaneye özel hücreler. Büyük miktarda hücreyi vücudun dışında çoğaltıyoruz. Organdan alınıp çoğaltılmaları yaklaşık dört hafta sürüyor. Ve mesaneye benzer bir yapı iskeleti hazırlıyoruz. İçini mesane hücreleri ile kaplıyoruz (transisyonel epitel hücre) Dışını kas hücreleri ile kaplıyoruz. Fırına benzer aletimizin içine geri yerleştiriyoruz.Hastadan mesane doku örneği alışınızdan altı sekiz hafta sonra hastaya organı nakledebiliyorsunuz.

İşte bu yapı iskeletini gösteriyor Bu malzeme aslında hücrelerle kaplanmış durumda. İlk klinik deneylerimizi yaptığımızda, bu hastaların her biri için spesifik birer tane mesane yapı iskeleti hazırlamıştık. Hastalarımız ameliyatlarından altı sekiz hafta önce yatırdık ve rontgenlerini çektik. Ve tam olarak o hastanın kendi pelvik boşluğuna uygun boyutta yapı iskeleti oluşturduk. Deneyin ikinci fazında küçük, orta, büyük, ekstra-büyük gibi farklı boyutlarda hazırladık. (Kahkahalar) Gerçekten. Ve eminim buradaki herkes ekstra-büyük boyutta isterdi, değil mi? (kahkahalar)

Yani, mesaneler diğer organlara göre kesinlikle biraz daha kompleks yapıda. Ama bu kompleks yapının daha ötesine geçmiş başka içi boş organlar da var. Bu örneğin biizim inşaa ettiğimiz bir kalp kapağı. Ve bu kalp kapağının inşaası da aynı stratejiye dayanıyor.Yapı iskeletini aldık, hücreleri ona ektik, ve işte burada gördüğünüz gibi, kapağın yaprakçıkları açılıp kapanıyor. Nakil etmeden önce bu egzersizleri yapıyoruz. Aynı strateji.

Ve en kompleks yapıda olanlarda sıra, içi dolu (solid) organlar. İçi dolu organlar daha da kompleks çünkü her santimetre-kare için çok daha fazla hücre kullanıyorsunuz. Bu aslında basit bir içi dolu organ, kulak yani. Şimdi kıkırdak dokuyu ektik. Fırına benzer aletimize koyduk; Ekim işlemi biter bitmez hemen buraya yerleştiriyoruz. Ve bir kaç hafta içinde de kıkrdak yapı iskeletini çıkarabiliyoruz.

Bunlar aslında inşaa ettiğimiz parmak eklemleri. Bunlar katmanlanıyorlar, her seferinde 1 kat, ilk önce kemik, boşlukları da kıkırdakla dolduruyoruz. Ve en üste de kasları eklemeye başlıyoruz. Ve bu içi dolu organları katmanlamaya başlıyorsunuz. Yine, buna nazaran daha kompleks organlar, ama hepsinden öte en kompleks içi dolu organlar damarsal yapıda, yüksek damarsal yapıda olan, çok fazla kan damar yapı desteği olan, örneğin kalp,karaciğer, böbrekler. Bu aslında bir örnek– içi dolu organların inşaası için pek çok strateji var.

Bu stratejilerden bir tanesi. Bir yazıcı (printer) kullanıyoruz. Ve mürekkep kullanmak yerine– az önce kıkırdak püskürtüldüğünü gördünüz– biz hücre kullanıyoruz. Bu gerçekten de masa üstü tipik bir yazıcı. Ve aslında şu anda bu iki bölümlü kalbi yazıyor, her defasında bir katını.İşte kalbin ortaya çıkışını görüyorsunuz. Yazdırma işlemi yaklaşık 40 dakika sürüyor, ve 4-6 saat sonra da kas hücrelerinin kasıldığını görebilirsiniz. (Alkışlar) Bu teknoloji enstitümüzde çalışan Tao Ju tarafından geliştirildi. Ve elbette ki hala deneysel, hastalarda kullanmak için değil.

İzlediğimiz başka bir strateji de hücrelerinden arındırılmış organları kullanmak. Donör organları alıyoruz, bunlar ıskartaya çıkmış organlar, ve sonra çok ılımlı deterjanlar kullanarakbu organdaki tüm hücresel elemanları ayırıyoruz. Örneğin solda üstte bir karaciğer görüyorsunuz. Biz donör karaciğerini alıyoruz, ılımlı deterjan ajanlarla bütün hücrelerini üstünden alıyoruz tüm hücreleri oradan alıyoruz.

İki hafta sonra, basitçe, bu organı kaldırabilirsiniz, bir karaciğermiş gibi hissedersiniz, ve bir karaciğermiş gibi elinizde tutabilirsiniz, ve bir karaciğere benzer ama hiç hücresi yoktur.geriye kalan tek şey kollajen dokusundan ibaret olan iskelet yapısıdır ve bu kollajen vücutlarımızda vardır, ve vücut tarafından yabancı sayılıp reddedilmez. Bir hastadan alıp diğerinde kullanılabilir. Bu damarsal yapıdaki organı tekrar alırız ve kan damarı yapısının kaybolmadığını ispat edebiliriz.

Görüyorsunuz, bu floroskopi. Organa rontgende ışık verecek (kontrast madde) madde enjekte ediyoruz. İşte başladığını görüyorsunuz. Kontrast maddeyi bu organa, hücreleri alınmış karaciğere veriyoruz. Ve sağlam kalmış olan damarsal ağaç yapısını görüyorsunuz.Daha sonra hücreleri alıyoruz, damar hücrelerini, kan damarı hücrelerini, yani hastanın kendi hücrelerini bu damarsal ağaç yapısına serpiyoruz. Karaciğerin dışına da, yine hastanın kendi karaciğer hücrelerini serpiyoruz. Ve böylece işlev gören karaciğerler yaratıyorsunuz. Ve bu gördüğünüzde aslında budur. Bu hala deneysel. Ama gerçekten de deneysel olarakkaraciğerdeki işlevselliği yeniden yaratmayı başardık.

Böbreklere gelince, size en başta gördüğünüz resim hakkında konuşmuştum, gösterdiğim ilk slide’dı, Organ nakli listesinde beklemekte olan hastaların %90’ı böbrek beklemektedir, %90… Yani takip ettiğimiz diğer bir strateji, silikon levhalar yaratıp onları akordeona benzer yapıda istiflemek. Ve, bunları bu şekilde böbrek hücrelerini kullanarak kümeliyoruz. Ve işte inşaa ettiğimiz minyatür böbrekleri görüyorsunuz. Gerçekten de idrar yapabiliyorlar. Ve yine, küçük yapılar, bunları nasıl büyüteceğimiz asıl sorunumuz, ve halen enstitüde bu konu üstünde çalışıyoruz. Sizin için özetlemek istediğim şeylerden birisi de bu yenileme tıbbında izlediğimiz stratejiler.

Eğer mümkünse gerçekten organlarınızı yeniden yaratmakta istediğimiz zaman bir raftan çekip alabildiğimiz akıllı bio-malzemeleri kullanmayı istiyoruz. Şu an mesafeler konusunda kısıtlıyız, ama hedefimiz zaman içinde bu mesafelerin artmasını sağlayabilmek. Eğer akıllı biomateryalleri kullanamıyorsak sizin kendi hücrelerinizi kullanmayı tercih ediyoruz.

Neden? Çünkü vücudunuz tarafından tanınır, reddilmezler. Sizden hücrelerinizi alabilir, yapıyı oluşturabilir, size geri nakledebiliriz, reddedilmezler. Ve eğer mümkünse, sizin söz konusu organınıza ait spresifik hücreleri kullanmayı tercih ederiz. Hastalanmış bir nefes borunuz varsa, nefes borunuzdaki hücreleri almayı, hastalanmış bir pankreasınız varsa o organa özel hücreleri almayı tercih ederiz.

Neden? Çünkü aldığımız bu hücreler, sizin istediğiniz tipte hücreler olduklarını zaten biliyorlar. Bir nefes borusu hücresi, zaten bir nefes borusu hücresi olduğunu bilir. Ona başka türde bir hücre olmayı öğretmeye gerek yoktur. Yani, organ-spesifik hücreleri tercih ediyoruz. Ve bugün vücudunuzdaki,neredeyse tüm organlardan hücre elde edebiliyoruz.halen kök hücrelerine ihtiyaç duyduğumuz kalp, karaciğer, sinir ve pankreas gibi organlar haricinde neredeyse tüm organlardan hücre elde edebiliyoruz. Vücudunuzdaki kök hücreleri kullanamazsak, o zaman donör kök hücresi kullanmayı tercih ediyoruz. Ve reddedilmeyecek, tümor oluşturmayacak hücreler tercihimiz oluyor.

İki yıl önce üstüne yayın yapmış olduğumuz kök hücrelerle de çalışmaya devam ediyoruz;benzer özellikler taşıyan amniyotik sıvıdan (halk arasında gebelik suyu) ve plasentadan (halk arasında bebeğin eşi) alınan kök hücreler. Yani, bu noktada, size belli başlı sorunlarımızdanbahsetmek istedim. Biliyorsunuz, size bu sunumu yaptım, herşey harika gözüküyor, herşey işliyor. Aslında hayır, bu teknolojiler gerçekten de kolay değil. Bugün gördüğünüz bazı çalışmalar enstitümüzde 700’den fazla araştırmacı tarafından yaklaşık 20 yılda yapıldı.

Yani bunlar son derece zorlu teknolojiler. Bir kez formulü oturtunca, tekrarlayabiliyorsunuz.Ama oraya varabilmek çok zorlu oluyor. Yani, ben bu karikatürü göstermeyi hep sevmişimdir. Bu kaçağı nasıl durdurabiliriz aşaması. Ve orada posta-arabası sürücüsünü görüyorsunuz, ve o üst panele çıkıyor, A, B, C, D, E, F aşamalarını geçiyor. Ve nihayet kaçma aşamasını durduruyor. Ve onlar genellikle temel bilimadamları, En altta da genellikle cerrahlar vardır. (Kahkahalar) Ben bir cerrahım ve bu hiç komik değil. (Kahkahalar)

Ama aslında A metodu doğru yaklaşımdır. Şunu demek istiyorum, bu teknolojilerden birini ne zaman klinikte başlatsak, hastalar üstünde bu teknolojiyi kullanmadan önce,laboratuarda elimizden gelen herşeyi yapmış olduğumuza kesinlikle emin olmuşuzdur. Ve bu teknolojiyi insanlarda kullandığımızda da kendimize son derece zor bir soru sorduğumuza emin olun; Bunu kendi sevdiklerine, kendi çocuğuna kendi aile bireyine nakil etmeye hazır mısın? Ondan sonra devam ederiz. Çünkü ana hedefimiz, elbette ilk önce zarar vermemektir.

Şimdi size çok kısa bir video klip göstereceğim, bir hastaya ait 5 saniyelik bir klip kendisi inşaa ettiğimiz organlardan birini aldı. Bu yapılardan bazılarını nakletmeye 14 yıldan daha uzun bir zaman önce başladık. Yani, şimdi etrafta organlarımızla dolaşan hastalar var, inşaa edilmiş organlar, belki 10 yıldan daha fazla zamandır. Size genç bir hanımın video klibini gösteriyorum. Spina Bifida defekti ve omurilik anormalliği vardı (omurgası kapanmamış)Normal bir mesanesi yoktu. Bu CNN’den bir parça. Sadece 5 saniye. Bu bölüm Sanja Gupta’nın asıl ilgilendiği kısım.

Video: Kaitlyn M: Mutluyum. Her zaman bir kaza.. veya benzeri bir şey yaşayacağımdan korkardım. Ve şimdi öylece gidebiliyorum. arkadaşlarımla dışarıya çıkabiliyorum, gidip ne istersem onu yapabiliyorum.

Anthony Atala: Görüyorsunuz, günün sonunda, yenileyici tıbbın verdiği söz, tek bir sözdür.Ve aslında bu çok da basittir, hastalarımızı daha iyi yapabilmek. İlginiz için teşekkürler.(Alkışlar)

TED