Hayvan deneylerini azaltacak yeni cihaz
Güncelleme Tarihi:
Kaynak: Technology Review 19.10.06
Oluşturulma Tarihi: Ekim 28, 2006 00:00
Bilimsel araştırmalarda hayvanlar üzerinden deneyler yapılması ve her yıl milyonlarca hayvanın öldürülmesi, çevrecileri kızdırıyor. Fakat ne var ki özellikle de tıp bilimlerindeki deneyler kaçınılmaz. Çünkü bilim insanları ilaçların olumlu ve olumsuz etkilerini görmek zorunda. Alman bilim adamları şimdi hayvan deneylerine alternatif olacak bir yeni bir yöntem geliştirdiler.
Tıp biliminde insan ve hayvansal hücre dokusunun incelenmesi çok zahmetlidir. Ve bu araştırmalar için dünya genelinde yılda ortalama olarak 150 milyon deney hayvanı öldürülmekte.
Almanya’daki Münster Üniversitesi’nde Nanoanalytics firmasıyla birlikte geliştirilen yeni bir teknoloji sayesinde belki hayvanlar artık deney aracı olmaktan kurtulabilecekler.
"cellZscope" olarak adlandırılan araç, empedans spektroskopisiyle standartlaşmış bir düzenleme içinde belli başlı dokuların etki maddelerine ve yabancı maddelere karşı reaksiyonunu ölçüyor.
İncelenen hücreler, damarları kaplayan endotel hücreleri ve mesela en üst cilt tabakasını oluşturan ve organları da kaplayan epitel hücreleri. Bu tür dokular diğerlerinden farklı olarak, yabancı maddelerin geçmesini engellemek için birbirine bitişiktir.
Empedans spektroskopisi tam da bu özellikten dolayı çok işe yarıyor. Endotel hücrelerinden oluşan bir tabakayı, bir besleyici madde içinde iki elektrot arasına yerleştirdikten sonra bu bir elektrottan diğerine bir elektrik atımı gönderildiğinde, gerilim düşüşü izlenebilmekte.
Hücre tabakası direnç gibi etkiyor. Bu elektrik direnci, hücre tabakasını geçebilecek iyonların sayısı için bir ölçüttür. Empedans sözcüğü, dalgalı akımdan yararlanıldığı için tercih edilmiştir. Demek ki burada dalgalı akım direnci söz konusu.
Yeni olanaklar
İşin aslı şu, empedans deney sürecinde, hücre kültürüne eklenen kimyasala göre değişmekte. Mesela domuz beynine ait damarların endotel hücrelerine kortizol hormonu ilave edildiğinde, hücre tabakasının empedansı beş saat sonra artmaya başlar. Bu, hücrelerin birbirine daha fazla bitiştiği anlamına gelir.
Bu düzenlemeyle, hücre kılıfları küçük plaka kondansatörü gibi etkidiğinden bir hücre tabakasının elektrik kapasitesi ölçülebiliyor. Hücre zarlarında ne kadar çok çıkıntı olursa yüzey o kadar pütürlü olur ve dolayısıyla da kapasite o denli büyür.
Uzmanlaşmış beyin bölgelerinden alınan hücre kültürlerinin kapasitesi, besleyici maddeden çıkarılır çıkarılmaz yükselmiş. Çünkü hücreler bu tür çıkıntılar oluşturmuşlardı.
Gerçi bu etkiler yıllardan beri bilinmekte ama bu yöntemi, bir bilgisayarda takip etmeye izin verecek şekilde otomatikleştiren bir alet bilinmiyordu. Hücre zarlarındaki değişim bugüne kadar elektron mikroskopla çok zahmetli bir şekilde tespit edilebiliyordu.![/images/100/0x0/55eaecdcf018fbb8f89f7d35]()
Piyasada satılacak
Münster Üniversitesi Biyokimya Enstitüsü bilim adamları, 12 küçük ölçüm hücresinden oluşan bir prototip geliştirdiler. Her hücrenin dibinde ve üzerinde bir elektrot bulunmakta. Hücre tabakası iki elektrotun arasına yerleştirilen gözenekli bir zarın üzerinde yer alıyor.
Zarın 0,4 ila 8 mikrometre büyüklüğündeki gözeneklerden iyonlar, hücre tabakasından bir alttaki elektrot plakasına ulaşabiliyor. Bu şekilde hücre tabakası tarafından meydana getirilen direnç, bir elektronik modülle yakalandıktan sonra özel olarak geliştirilen bir yazılım programına aktarılmakta.
Bu prototip daha sonra Nanoanalytics firması tarafından pazarlanacak bir ürün haline getirildi. "cellZcope" olarak adlandırılan aletin 24 ölçüm hücresi var ve bir karbondioksit atmosferindeki 37 derecelik bir inkübatör.
Tümör avcısı
Kimi bilim adamları cellZcope aletinin, tümörlerin bazı özelliklerini mesela metastaz oluşumunda bir tür hassas sonda görevini görebileceğine inanıyor. Bunun için tümör hücrelerini içeren doku hücreleri, bir ölçüm hücresine yerleştirilmekte.
Tümör hücreleri, sağlıklı hücrelere karşın hücrenin dibindeki zardaki sekiz mikrometre büyüklüğündeki gözenekleri geçebiliyorlar. Çünkü tümör hücreleri gözeneklerin biçimini alabiliyorlar ve bu özellikleri sayesinde de damar cidarlarını aşarak metastaz oluşturuyorlar. Tümör hücreleri daha çok negatif yüklü oldukları için, gözeneklerden geçerken, hücre tabakasının kapasitesi değişir.
Bugüne kadar bu tür ölçümleri in vitro olarak yapılması mümkün değildi ama cellZcope ile kolayca yerine getirilebiliyor. İşte bu sayede de laboratuar hayvanlarıyla deneyler gereksiz kalabilecek diyor bilim adamları.
Hayvan testleri yasak
Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler sırasında, hayvanlara seçilmiş hücre dizileri aşılanıyor ve bunların ne şekilde geliştikleri ve hangi potansiyel etki maddelerine reaksiyon gösterdikleri izleniyor.
Ayrıca in vitro deneyleri çok uzun sürdüğü gibi, mesela sonucun antikorların renklendirilmesiyle elde edileceği durumlarda deneyin bölünmesi de gerekmekte. Oysa cellZcope aletiyle deney devam edebilir diyor uzmanlar.
Bilim adamları yeni yöntemin ayrıca kozmetik endüstrisinde de yararlı olabileceğini düşünüyorlar. Üreticiler yeni etki maddelerini hayvanlar yerine cilt hücre kültürlerinde test edebilirler.
Avrupa Birliği’nde hayvanlar üzerinde test edilen kozmetik ürünlerinin satışı 2009 yılından itibaren yasaklanacağı düşünülürse, yeni yöntem pek çok üreticinin ilgisini çekebilir.
Almanya’daki Münster Üniversitesi’nde Nanoanalytics firmasıyla birlikte geliştirilen yeni bir teknoloji sayesinde belki hayvanlar artık deney aracı olmaktan kurtulabilecekler.
"cellZscope" olarak adlandırılan araç, empedans spektroskopisiyle standartlaşmış bir düzenleme içinde belli başlı dokuların etki maddelerine ve yabancı maddelere karşı reaksiyonunu ölçüyor.
İncelenen hücreler, damarları kaplayan endotel hücreleri ve mesela en üst cilt tabakasını oluşturan ve organları da kaplayan epitel hücreleri. Bu tür dokular diğerlerinden farklı olarak, yabancı maddelerin geçmesini engellemek için birbirine bitişiktir.
Empedans spektroskopisi tam da bu özellikten dolayı çok işe yarıyor. Endotel hücrelerinden oluşan bir tabakayı, bir besleyici madde içinde iki elektrot arasına yerleştirdikten sonra bu bir elektrottan diğerine bir elektrik atımı gönderildiğinde, gerilim düşüşü izlenebilmekte.
Hücre tabakası direnç gibi etkiyor. Bu elektrik direnci, hücre tabakasını geçebilecek iyonların sayısı için bir ölçüttür. Empedans sözcüğü, dalgalı akımdan yararlanıldığı için tercih edilmiştir. Demek ki burada dalgalı akım direnci söz konusu.
Yeni olanaklar
İşin aslı şu, empedans deney sürecinde, hücre kültürüne eklenen kimyasala göre değişmekte. Mesela domuz beynine ait damarların endotel hücrelerine kortizol hormonu ilave edildiğinde, hücre tabakasının empedansı beş saat sonra artmaya başlar. Bu, hücrelerin birbirine daha fazla bitiştiği anlamına gelir.
Bu düzenlemeyle, hücre kılıfları küçük plaka kondansatörü gibi etkidiğinden bir hücre tabakasının elektrik kapasitesi ölçülebiliyor. Hücre zarlarında ne kadar çok çıkıntı olursa yüzey o kadar pütürlü olur ve dolayısıyla da kapasite o denli büyür.
Uzmanlaşmış beyin bölgelerinden alınan hücre kültürlerinin kapasitesi, besleyici maddeden çıkarılır çıkarılmaz yükselmiş. Çünkü hücreler bu tür çıkıntılar oluşturmuşlardı.
Gerçi bu etkiler yıllardan beri bilinmekte ama bu yöntemi, bir bilgisayarda takip etmeye izin verecek şekilde otomatikleştiren bir alet bilinmiyordu. Hücre zarlarındaki değişim bugüne kadar elektron mikroskopla çok zahmetli bir şekilde tespit edilebiliyordu.
Piyasada satılacak
Münster Üniversitesi Biyokimya Enstitüsü bilim adamları, 12 küçük ölçüm hücresinden oluşan bir prototip geliştirdiler. Her hücrenin dibinde ve üzerinde bir elektrot bulunmakta. Hücre tabakası iki elektrotun arasına yerleştirilen gözenekli bir zarın üzerinde yer alıyor.
Zarın 0,4 ila 8 mikrometre büyüklüğündeki gözeneklerden iyonlar, hücre tabakasından bir alttaki elektrot plakasına ulaşabiliyor. Bu şekilde hücre tabakası tarafından meydana getirilen direnç, bir elektronik modülle yakalandıktan sonra özel olarak geliştirilen bir yazılım programına aktarılmakta.
Bu prototip daha sonra Nanoanalytics firması tarafından pazarlanacak bir ürün haline getirildi. "cellZcope" olarak adlandırılan aletin 24 ölçüm hücresi var ve bir karbondioksit atmosferindeki 37 derecelik bir inkübatör.
Tümör avcısı
Kimi bilim adamları cellZcope aletinin, tümörlerin bazı özelliklerini mesela metastaz oluşumunda bir tür hassas sonda görevini görebileceğine inanıyor. Bunun için tümör hücrelerini içeren doku hücreleri, bir ölçüm hücresine yerleştirilmekte.
Tümör hücreleri, sağlıklı hücrelere karşın hücrenin dibindeki zardaki sekiz mikrometre büyüklüğündeki gözenekleri geçebiliyorlar. Çünkü tümör hücreleri gözeneklerin biçimini alabiliyorlar ve bu özellikleri sayesinde de damar cidarlarını aşarak metastaz oluşturuyorlar. Tümör hücreleri daha çok negatif yüklü oldukları için, gözeneklerden geçerken, hücre tabakasının kapasitesi değişir.
Bugüne kadar bu tür ölçümleri in vitro olarak yapılması mümkün değildi ama cellZcope ile kolayca yerine getirilebiliyor. İşte bu sayede de laboratuar hayvanlarıyla deneyler gereksiz kalabilecek diyor bilim adamları.
Hayvan testleri yasak
Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler sırasında, hayvanlara seçilmiş hücre dizileri aşılanıyor ve bunların ne şekilde geliştikleri ve hangi potansiyel etki maddelerine reaksiyon gösterdikleri izleniyor.
Ayrıca in vitro deneyleri çok uzun sürdüğü gibi, mesela sonucun antikorların renklendirilmesiyle elde edileceği durumlarda deneyin bölünmesi de gerekmekte. Oysa cellZcope aletiyle deney devam edebilir diyor uzmanlar.
Bilim adamları yeni yöntemin ayrıca kozmetik endüstrisinde de yararlı olabileceğini düşünüyorlar. Üreticiler yeni etki maddelerini hayvanlar yerine cilt hücre kültürlerinde test edebilirler.
Avrupa Birliği’nde hayvanlar üzerinde test edilen kozmetik ürünlerinin satışı 2009 yılından itibaren yasaklanacağı düşünülürse, yeni yöntem pek çok üreticinin ilgisini çekebilir.