Aleyna Kolak
İçindekiler
Giriş
Florida’daki Hesperos Inc. şirketindeki bir araştırma ekibi, şiddetli sıtmadan sorumlu parazit olan P. falciparum‘u kültürlemek için yeni bir sistem geliştirdi. Sistem dört insan organı yapısını ve simüle edilmiş enfeksiyon etkileşimlerini içeriyordu. Parazitin iki türünü kullandılar ve fonksiyonel hücreleri 7 gün boyunca muhafaza ettiler. Araştırmacılar, sistemin terapötik ilaç geliştirmedeki etkinliğini göstererek, klorokin’in bir türde parazit seviyelerini düşürdüğünü gösterdi. Sistem ayrıca sıtma karşıtı tedavilerin toksisitesinin değerlendirilmesine de olanak sağladı. Bu çalışma, gerçekçi bir insan modeli kullanarak anti-sıtma tedavilerini test etmek için umut verici bir yaklaşım sunmaktadır.
Yaşam Döngüsü
Plasmodium falciparum‘un yaşam döngüsü iki aşamadan oluşur. Sporozoitler bir sivrisinek kanla beslendiğinde kan dolaşımına enjekte edilir ve üremek için karaciğere giderler. Karaciğer hücreleri parçalandıktan sonra merozoitler kan dolaşımına salınır. Bu merozoitler kırmızı kan hücrelerini enfekte eder ve hızlı eşeysiz çoğalmaya uğrar. Enfekte olan hücreler sonunda patlar ve döngüyü devam ettirmek için daha fazla merozoit salgılar.
Sıtma Karşıtı Stratejilerin Geliştirilmesi
Sıtma, ilaca dirençli türlerin ortaya çıktığını gösteren raporlardaki artışla birlikte 2014-2020 yılları arasında giderek artan bir salgın haline gelmiştir. Biyomühendisler ve yaşam bilimciler, bu hastalığın ilerlemesiyle mücadele etmek için yeni stratejiler geliştirmek üzere aktif olarak çalışmaktadır. Sıtmanın en ölümcül formuna dişi Anofel sivrisinekleri tarafından bulaştırılan Plasmodium paraziti neden olmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü, 2030 yılına kadar sıtma vakalarını ve ölümlerini küresel olarak yüzde 90 oranında azaltma hedefi belirlemiştir. Araştırmacılar, Rupar ve meslektaşlarının sıtmaya çare bulmak için hayvan modellerine uygun maliyetli bir alternatif sağlayan çoklu organ klinik öncesi ilaç keşif sistemi gibi yenilikçi platformları araştırıyor.
Deneysel Kurulum
Rupar ve arkadaşları, çoklu organ modelinde iki P. falciparum suşu kullanarak bir deney gerçekleştirmiştir. Karaciğer, dalak ve endotel hücrelerini kültürlemek için mikroakışkan bir cihaz geliştirdiler. Yerçekimi güdümlü akışa sahip pompasız bir sistem kullanan model, suşları 8 gün boyunca başarıyla muhafaza etti. Araştırmacılar, sıtma tedavisini değerlendirmeyi, platformun etkinliğini ve güvenliğini değerlendirmeyi ve gelecekteki çalışmalar için terapötik indeksi keşfetmeyi amaçladılar. Mikroakışkan tasarımları, parazitle sistemik enfeksiyonun erken aşamalarını simüle ederek insan kırmızı kan hücrelerinin devridaimine izin verdi.
Çip Üzerinde Sıtma
Araştırmacılar çoklu organ sistemindeki hücreleri, sıtma paraziti olmadan çipler üzerinde düzenleyerek analiz ettiler. Sağlıklı bir mikrofizyolojik sistem içindeki hücrelerin canlılığını, işlevini ve görünümünü değerlendirmek için 7 günlük bir çalışma yürüttüler. Daha sonra, iki suş kullanarak parazitin sistem içindeki yaşam döngüsünü araştırdılar: klorokin duyarlı olan 3D7 suşu ve kloroquine dirençli olan W2 suşu. Araştırmacılar, her bir sistemdeki parazitemi seviyesini ölçmek için 8 günlük bir süre boyunca parazitin gelişiminin tüm aşamalarını izledi.
Organ Çipi Cihazının Pratikliği
Bu çalışmada araştırmacılar, sıtma paraziti ile enfekte olmuş bir organ çipi cihazındaki fonksiyonel hücrelerin canlılığını incelediler. Hücrelerde, enfeksiyon üzerine canlılığın azaldığını gösteren morfolojik değişiklikler gözlemlediler. Araştırmacılar ayrıca parazit seviyelerini izledi ve tedavi grubunun, özellikle klorokin duyarlı tedavi grubunda önemli ölçüde daha düşük seviyelere sahip olduğunu buldu. Cihazı söktükten sonra bile araştırmacılar hücrelerin canlılığını değerlendirmeye devam ettiler.
Görünüm
Michael J. Rupar liderliğindeki araştırmacılar, klorokinin etkilerini incelemek ve terapötik potansiyelini değerlendirmek için dört organlı bir sıtma hastalığı modeli geliştirdi. Karaciğer, dalak ve endotelden oluşan model, antimalaryal tedaviyi incelemek için uygun maliyetli bir yaklaşım sağladı. Bilim insanları bu serumsuz çoklu organ yapısını kullanarak parazit etkileşimlerini gerçek zamanlı olarak gözlemleyebildi ve terapötik bileşiklerin istenmeyen sonuçlarını belirleyebildi.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-07-human-malaria-on-a-chip-disease.html
Görsel Kaynak: https://www.boston.com/culture/health/2014/12/03/it-might-not-be-ebola-but-malaria-is-nothing-to-celebrate/
Editör: Meryem Melisa KAR