Önceki yazılarımızda sinir sistemimizin evrimsel gelişimini inceledik ve bu evrimsel süreç sonucu özelleşen farklı sinir hücresi tiplerini gördük. Bu yazımızda ise biraz daha teknik detaylara inmemize neden olacak olsa da, bir çiftleşme sonrası oluşan bir bireyin sinir sisteminin nasıl oluştuğuna ve geliştiğine bakacağız. Bunu incelerken tür olarak Hayvanlar Alemi içerisinden insan (Homo sapiens) türünü ve embriyolojik dönemdeki yavrularını kullanacağız. Dolayısıyla doğum öncesi yaklaşık 9 aylık bir gelişim döneminden bahsediyor olacağız. Teknik isimler sizi korkutmasın, hepsinin basit açıklamalarını yapacağız; ancak bunlardan bahsederken mecburen bilimsel isimlerini kullanmak zorunda kalacağız. Umuyoruz ki faydalı olacaktır.

İlk olarak net bir şekilde söyleyebiliriz ki beyin ve genel olarak sinir sistemimiz, anne karnındaki gelişim süresince (embriyolojik dönemde) en erken ortaya çıkan ve doğum sonrasında da gelişimi en geç tamamlanan sistemdir. Bunun sayısız sebebi vardır; ancak bunlardan en önemlisi sinir sisteminin hayvanlarda ekstra öneminin olması (bkz: bu dizimizin ilk yazısı) ve hayvanlar arasında da insanda bu sistemin belirleyici rol oynamasıdır. Genellikle hayvanlar alemine baktığımızda gördüğümüz, kendilerinin ayırt edici özelliklerinin erken dönemde gelişmeye başlayıp, uzun zamanlar gelişimlerinin sürmesidir. İnsanı da “insan” yapan yapı yalnızca sinir sistemi ve bu sistemin bir uzantısı olan beyin olduğu için, bu yapıda özellikle uzun bir gelişim evresi görürüz.

Beyin oluşumu fetal yaşamın (anne karnındaki yaşamın) 3. haftasında başlar ve teknik açıdan bakıldığında miyelinizasyon adını verdiğimiz, nöronların miyelin kılıfla kaplanmasının tamamlandığı ergenlik çağına kadar devam eder. Yani sinir sisteminin gelişimi insan dişilerinde 15-17 yaşa kadar, insan erkeklerinde ise 16-18 yaşına kadar sürer. Ancak neredeyse hiçbir insanda sinir sisteminin gelişimi bu yaşlarda sona ermez (fakat sona erecek olursa da anormal bir durum yoktur). Evrimsel süreç, insan türünde sinir sistemi gelişiminin mümkün olduğunca ileri yaşlarda sona ermesini sağlayacak bir seçilim baskısıyla gelişmiştir. Dolayısıyla insanlarda genelde gördüğümüz, gelişimin tamamlanmasının 30’lu yaşlara kadar sürdüğüdür. 

Burada gelişimden kasıt sadece sinir hücrelerinin sayısının artması değildir. Zira bu durum, yani nörogenez, uzun yıllar, hatta 60’lı yaşlara kadar sürebilir. Fakat sadece nöronların sayısının artması, beynin geliştiği anlamına gelmez. Beyin gelişimiyle ilgili en önemli nokta, sinaps sayısının artışıdır. Ne yazık ki bu artış sadece 30’lu yaşlara kadar sürebilir. Bu yaştan sonra ise zihinsel pratik ve çalışmayla var olan sayı korunabilir veya en azından pratik yapmayan bireylere göre daha geç sinaps azalışının görülmesi sağlanabilir.

Embriyolojik dönemde beynin gelişimi 2 ana aşamada incelenebilir. İlk aşamaya organogenez, ikinci aşamaya ise histogenez adını veriyoruz. Ancak başından belirtmeliyiz ki, neredeyse hiçbir insanda bu aşamalar arası geçiş net bir şekilde görülmez. Genelde organogenez yavaşlarken histogenez hızlanmaya başlar ve böylece aşamalar arası geçiş görülür. Şimdi bu aşamaları inceleyelim:

I) Organogenez

Bu terim sadece sinir sistemi için kullanılmaz. Genel olarak embriyolojik dönemde görülen yapısal katmanların organlara dönüşüm aşamasıdır. Genellikle anne karnındaki 3 ila 8. hafta arasındaki dönemde meydana gelen değişimlerin tümüdür. 

Bilindiği gibi evrimsel süreçte canlılar kademeli bir gelişim gösterirler. Daha ilkin canlılarda çift katmanlı bir vücut planı görmekteyiz. Yani iç organlar ile dış organlar iki katmanın embriyolojik dönemdeki farklılaşmasından oluşurlar. Ancak evrimsel süreçte ilerlediğimizde triploblastik yani üç katmanlı canlılara geçeriz. Bu canlılarda endoderm (iç katman), mezoderm (orta katman) ve ektoderm (dış katman) şeklinde üç katman bulunur. Bu katmanlar organogenezden önce, yani embriyolojik dönemin 3. haftasından önce, zigotun farklılaşmasıyla oluşurlar. Organogenezin başlangıcıyla birlikte ise bu katmanlar farklılaşarak çeşitli organlara dönüşmeye ve bu organların temellerini atmaya başlarlar. İşte insan da, bu şekilde 3 katmanlı bir hayvan türüdür.

Yapay Rahim Teknolojisi Nesli Tehlike Altındaki Türleri Kurtarabilir mi?

Üreme sağlığı, insan hayatının devamlılığını sağlayan temel bir biyolojik süreçtir ve bu süreçte çeşitli zorluklar meydana gelebilmektedir. Bu konuda karşılaşılan zorluklarınsa yapay rahim teknolojisi (İng: “artificial womb technology”) gibi inovatif teknolojilerle aşılması planlanmaktadır. Yapay rahim teknolojisi; doğal üreme sürecini desteklemek, gebeliği taklit etmek veya infertilite sorunları yaşayan bireylere alternatif çözüm yolları sunabilmek amacıyla tasarlanmıştır. Ayrıca bu teknoloji, özellikle kritik olarak tehlike altındaki türlerin korunmasında ve popülasyonlarını artırmada da kullanılabilmektedir. Yapay rahim teknolojisi; embriyonun gelişimini destekleme, döllenmiş yumurtayı taşıma veya rahmin fonksiyonlarını geçici olarak yerine getirme gibi çeşitli görevleri beraberinde üstlenebilmektedir.

Bu makalede ektogenez, sentetik embriyolar, yapay rahim teknolojisi, bu teknolojinin uygulama alanları ve yapay rahim uygulamaları gibi konular ele alınacaktır.

Ektogenez Nedir?

Ektogenez (İng: “ectogenesis”), bir fetüsün insan vücudu dışında tam veya kısmi olarak geliştirilmesini açıklamak amacıyla kullanılan bir terimdir. Bu süreç, geleneksel gebelik koşullarından farklıdır ve fetüsün rahim dışında bir ortamda geliştirilmesini ifade etmektedir. Süreç teknik olarak suni bir uterus veya döllenmiş yumurtanın dış bir ortamda oluşturulması yoluyla gerçekleştirilmektedir. Ayrıca ektogenez sürecinde fetüs, vücut dışındaki bir ortamda geliştiği için yapay rahim teknolojisi veya dış gebelik cihazlarının kullanımını da içerisinde alan bir süreç olma özelliğini de taşımaktadır.^[1]

Jinekoloji ve obstetri alanında patolojik açıdan değerlendirilen “ektopik gebelik (dış gebelik)” ile karıştırılmamalıdır. Ektopik gebelikte embriyo, çeşitli nedenlerden ötürü rahim dışına implante olmaktadır ve bu yüzden gelişimini sağlıklı olarak tamamlayamayacaktır. Keza annenin sağlığını da olumsuz etkileyebilmektedir.

Ektogenez Sürecinde Yapay Rahim Nedir?

Yapay rahmin temel işlevi, fetüsün sağlıklı gelişimi için gerekli olan besin ve oksijeni bir kaynaktan almak ve atık maddeleri etkili bir şekilde rahim ortamından uzaklaştırmak olarak ifade edilebilmektedir. Bu temel ihtiyaçların giderilmesi için plasenta benzeri bir arayüze ihtiyaç duyulabilmektedir. Bu bağlamda, plasenta benzeri bir arayüz, fetüsün sağlıklı gelişimine yönelik besin ve oksijen teminini sağlayarak yapay rahim teknolojisinin başarılı bir şekilde çalışabilmesini mümkün kılmaktadır.^[2]

Ektogenez Sürecindeki Sentetik Embriyo Nedir?

Sentetik embriyo, geleneksel üreme yöntemleri kullanılmadan laboratuvar ortamında oluşturulan bir embriyo türüdür. Sentetik embriyo çalışmaları genellikle embriyonik kök hücreler veya pluripotent kök hücre türleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu kök hücreler, çeşitli hücre tiplerine göre farklılaşarak embriyonun herhangi bir hücresini oluşturabilen hücrelerdir. Ayrıca sentetik embriyo, döllenme sürecinde sperm ve yumurta hücrelerinin bir araya toplanmasını gerektirmeden laboratuvar koşullarında üretilebilme özelliğini de taşımaktadır. Sentetik embriyo üretme çalışmaları, embriyonun gelişim sürecini daha iyi anlamak, hücre farklılaşmalarını inceleyebilmek ve hücresel tedaviler için veri sağlamak konusunda da etkili olmaktadır.