Döllenmenin yaşanmasından sonra 13 günlük olana kadar yetiştirilen embriyolar, insanın rahimdeki erken gelişim dönemi ile ilgili yeni bir pencere açıyor.
Gelişim biyologları (developmental biologists) laboratuvar ortamında, embriyoları döllenmeden sonra 13 günlük oluncaya kadar yetiştirmeyi başarıp, daha önceden 9 gün olan rekoru böylece kırmış oldular. Söz konusu başarı, insanın rahimdeki erken gelişim dönemi ile ilgili olarak yeni fikirler elde edilmesine şimdiden çok katkı sağladı ve şimdiye kadar insan embriyosunda hiç görülmemiş olaylar da böylece keşfedilmiş oldu. Böylece, hamilelik sürecinde yaşanan düşük olayının engellenebilmesini olanaklı kılan teknikler de geliştirilebilecek.
Bu hafta Nature ve Nature Cell Biology’de yayımlanan çalışma, aynı zamanda bilim insanlarının söz konusu embriyoları daha ileriki evrelere kadar yetiştirme olasılığından da bahsetmekte. Ancak bu olasılık, teknik olduğu kadar etik soruları da beraberinde getirmekte. Birçok ülkede ve bilimsel toplulukta 14 günden fazlası evrelere insan embriyosu yetiştirilmesi yasaklanmış durumda. Zaten bu nedenle de, söz konusu çalışmanın sahipleri, embriyo yetiştirme işini, embriyo 14 günlük olmadan bıraktılar.
Uzun zaman boyunca bilim insanları, başka hayvanların en erken gelişim evrelerini, yapılan araştırmalar sonucunda iyice anladılar. New York’ta bulunan Rockefeller Üniversitesi’nde gelişim biyologu ve aynı zamanda da söz konusu çalışmanın başyazarı olan Ali Brivanlou, bu durumu “yirmi birinci yüzyılda, kendimizden (insandan) çok balık, fare ve kurbağalar ile ilgili bilgiye sahip olmamız utanç verici” sözleri ile açıklıyor. “Bu durumu öğrencilerime açıklamam biraz zor oluyor”.
Cambridge Üniversitesi’nde çalışan gelişim biyologu Magdalena Zernicka- Goetz ve iş arkadaşları, söz konusu embriyo yetiştirme tekniğini, ilk başta fare embriyolarını yetiştirerek geliştirmişlerdi. Birçok bilim insanı embriyoları, anne hücrelerinden oluşan bir katmanda yetiştirmeye çalışarak embriyonun yetiştirilme koşullarını rahimdeki koşullara yakınlaştırmaya çalışırken; Zernicka- Goetz’in grubu, embriyoları yetiştirmek için daha yüksek oksijen seviyesine sahip bir jel rahim kullandı. Fare embriyoları böylece gastrulasyon[1] sonrası dönemde hayatta kalmayı başardılar. Zernicka- Goetz, gözlemlerini “(bu aşamada embriyoları) gözlemlemek inanılmaz” sözleriyle açıklıyor.
İnsanı Anlamak
Zernicka- Goets ve iş arkadaşları, söz konusu tekniği, bir in vitro fertilizasyon (IVF)[2] kliniği tarafından kendilerine bağışlanan insan embriyoları üzerinde nasıl uyguladıklarını Nature Cell Biology adlı bilimsel dergide açıklıyorlar. Zernicka- Goetz ve Brivanlou, embriyoların gelişimini, söz konusu embriyolarda bulunan genlerin yapısını, gelişiminin aynı dönemlerinde olan başka hayvan embriyoların gen yapısı ile kıyaslayarak gözlemlediklerini söylüyorlar. Bilim insanları, embriyoların yapısal gelişimini, 1956 yılında yapılan ve rahimleri alınan veya başka tür ameliyatlara maruz kalan kadınlarda bulunan embriyoların araştırıldığı kaynaklardaki verileri kullanarak incelediklerini de ekliyorlar.
Her iki takım da, böylece, embriyolarda bulunan hücreler değişmeye başlarken gözlemleyip, insan gelişimine has olan bazı özellikleri gün yüzüne çıkardılar. Örneğin Brivanlou ve iş arkadaşları, embriyonun gelişiminin 10. gününde ortaya çıkıp 12. gününde kaybolan bir grup hücre tespit ettiler.
Araştırmacılar, söz konusu hücre grubunun işlevini henüz tam olarak bilmiyorlar. Ancak bu hücre grubu, en fazla olduğu dönemde tüm embriyonun %5 ile %10’luk bir bölümünü kaplamakta. Söz konusu hücre grubunun bir geçici organ olduğu söyleniyor ve hücre grubu, insan embriyolarının çok daha ileriki gelişim dönemlerinde oluşan ve insanın doğumundan önce kaybolan kuyruklara benzetiliyor. Brivanlou, bu durumu “vücudunuzda yeni bir organ keşfetmek gibi bir şey” sözleri ile açıklıyor.
Embriyo yetiştirme metodu aynı zamanda insan ve fare embriyoları arasında çok derin gensel farklılıklar olduğunu da gösteriyor. Buna bağlı olarak da kemirgenlerin, insan gelişimini anlamak için çok da iyi model olmadıkları belirleniyor.
Söz konusu yetiştirme teknolojisi, diğer konular üzerine çalışan bilim insanları için de çok ilgi çekici bir konu. Avustralya’da bulunan Melbourne Üniversitesi’nde kök hücre araştırmacısı olan Martin Pera, embriyolar üzerinde in vitro çalışmanın, embriyo benzeri yapılarda kök hücre yetiştirmeye çalışan araştırmacıların çalışmalarına da yardımcı olacağını söylüyor.
Söz konusu kök hücre çalışmalarının bir sonuca ulaşması hâlinde, bilim insanları bahsi geçen embriyo benzeri yapıları daha büyük ve daha karmaşık deneyleri gerçekleştirmekte kullanabilecekler. Böylece doğum esnasında veya doğumu takip eden 1 ay içindeki dönemde yaşanabilecek doğum sorunları (birth defects) ve zehirli bileşimlerin bebek üzerindeki etkileri ile ilgili daha pek çok keşif yapılabilecek.
Söz konusu in vitro teknolojisindeki gelişmelerden, üreme endüstrisi de bir kazanç sağlayacak. İnsan Üremesi için Merkez (Center for Human Reproduction) adlı bir in vitro fertilizasyon merkezinin başında bulunan Norbert Gleicher, anne rahmine yerleştirilen embriyoların yaklaşık %50’sinin hayatta kalamadığını belirtiyor. Buna bağlı olarak, yapılan in vitro araştırmalar, bu yüksek ölüm oranının nedenini açıklayabilir. Brivanlou ile işbirliği yapan Gleicher, bu durumu “embriyonun rahme yerleştirilmesi işlemi biz klinikçiler için tam bir kara kutu (sonucu kestirilemez)” sözleriyle açıklıyor. Gleicher, son çalışmalarda yer almamasına rağmen, in vitro yetiştirme yöntemini, embriyoların ana rahminde nasıl yaşatılabileceğinin daha iyi anlaşılması için in vitro fertilizasyon kliniklerinde kullanmaya başlıyor.
Bir embriyonun 13 günlük oluncaya kadar in vitro yetiştirilmesi etik ve politik soruları da beraberinde getiriyor. İçlerinde Amerika Birleşik Devletleri ve Birleşik Krallık’ın da bulunduğu en azından 12 ülke, 14 günlükten daha yaşlı embriyolar üzerinde bilimsel çalışma yapılmasını yasaklamış durumda. Amerikan hükümeti, söz konusu sınırı 1979 yılında, 14 günlükten sonra insanlarda gastrulasyonun başlangıcı olduğu gerekçesiyle belirlemiştir. Aynı zamanda 14 günlük süreç, bir embriyonun bölünerek tek yumurta ikizlerinin oluşabilmesi için de son zaman sınırı. Bu da demek oluyor ki, 14 günlük zaman sınırından sonra embriyo, tek bir “birey” olarak hayata gelmiş oluyor.
Zernicka- Goetz ve Brivanlou da yetiştirdikleri embriyonun 14 günlük sınırından ötesinde yaşayabileceğinden kuşkulular. Çünkü fareler üzerinde yapılan araştırmalar gösteriyor ki daha gelişmiş embriyolar yaşayabilmek için, anneden sağlanacak olan ve henüz tam bilinmeyen bir hormon karışımı ve besin ihtiyacı duyuyorlar. Yine daha ileriki bir gelişim düzeyi için embriyolar, başlangıç araştırmalarında kullanılan düz (iki boyutlu) mekanizmaların aksine, içerisinde büyüyebilecekleri üç boyutlu bir yapıya da ihtiyaç duyabilirler. Bu konu hakkında daha fazla bilgi edinebilmek için araştırmacılar, insan olmayan primatlardan ve ineklerden aldıkları embriyolar üzerinde deneyler yapmaya başladılar bile.
Massachusetts’te bulunan Boston Çocuk Hastanesi’nde (Boston Children’s Hospital) kök hücre araştırmacısı olan George Daley, yapılan bu araştırmaların, konulan 14 günlük sınırın üzerinde tekrar düşünülmesini gerektirebileceğini de söylüyor. 14 günlük sınırın biraz gaddar olduğunu da ekliyor. Bu türden bir tartışma karmaşık ve hararetli olabilir, aynı zamanda direkt olarak insan embriyoları üzerinde çalışan araştırmacıları da aşabilir. Eğer bilim insanları, embriyo benzeri yapılar içerisinde kök hücre yetiştirmeyi başarırlarsa, söz konusu yapıların artık bir embriyo olup olmadığı, buna bağlı olarak da 14 gün kuralına tabi olup olmadığı tartışılabilir. Pera, bu konuyu “önümüzde ilginç bir etnik tartışma olacak” sözleriyle açıklıyor.
Sonucu nasıl olursa olsun, Brivanlou’ya göre yeni teknoloji, gelişim biyologlarına üzerinde çalışılması gerekilen pek çok iş yüklüyor. Brivanlou, “(bu teknolojiyi) geliştirme yolunda yürüdüğümüz her saat benim için bir define sandığı değerindedir” diye de ekliyor.
[1] Daha sonra organ olacak olan hücrelerin katmanlarının oluştuğu aşama.
[2] In vitro fertilizasyon yöntemi halk arasında “tüp bebek” olarak bilinen yöntemdir. Bu yöntem ile yumurta, sperm tarafından “vücut dışarısında” döllenir. In vitro, yani “cam içinde” adı da buradan gelmektedir.
* Bu makale, Nature sitesinden Sara Reardon’un “Human embryos grown in lab for longer than ever before” başlıklı yazısından çevrilmiştir.
