Stanford Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, farelerin neokorteks ve hipokampusunu genetik olarak devre dışı bırakıp yerine insan kök hücrelerinden türetilen kortikal organoidler (hCO) naklederek “xenokortikal” fare modeli oluşturdu. Nature dergisinde yayımlanan çalışma, insan beyin gelişimini ve nöropsikiyatrik hastalıkları canlı bir organizmada incelemek için yeni bir platform sunuyor. Bilim insanları, farelerin korteksini genetik olarak devre dışı bırakıp yerine insan kök hücrelerinden üretilen beyin organoidleri yerleştirdi. “Xenokorteks” adı verilen bu fareler, insan nöronlarının canlı bir beyinde nasıl çalıştığını ve hastalıklarda nelerin bozulduğunu anlamak için yepyeni bir kapı aralıyor.
Stanford’dan Bilim Kurgu Gibi Çalışma: İnsan Beyin Hücreleriyle Donatılmış Fareler Üretildi
Nature dergisinde 16 Eylül 2026’da yayımlanan araştırmaya göre (Bakınız: Developmental xenocortication using human-derived organoids in mice / İnsan kaynaklı organoidler kullanılarak farelerde gelişimsel ksenokortizm) Stanford Üniversitesi’nden Prof. Dr. Sergiu P. Pașca ve ekibi, farelerde doğal korteks dokusunu genetik olarak büyük ölçüde ortadan kaldıran ve bu boşluğa insan kaynaklı kortikal organoidler yerleştiren bir transplantasyon platformu geliştirdi. “Xenokortikasyon” olarak adlandırılan yöntemle oluşturulan farelerde, insan kortikal nöronları fare sinir sistemine entegre oldu, spontan elektriksel aktivite gösterdi ve davranışsal çıktılar üretti.
Nature dergisinde yayımlanan makaleye göre; insan kortikal organoidleri nakledilen farelerin beyinlerinde insan nöronları fare sinir sistemine entegre oldu, elektriksel sinyaller üretti ve davranışları etkiledi. Bilim insanları bu modeli, şizofreniden otizme, serebral palsiden Alzheimer’a kadar pek çok hastalığın insan beynindeki mekanizmalarını çözmek için kullanmayı hedefliyor.
Yarı İnsan Beyinli Fareler Nasıl Üretildi?
Araştırmacılar, bağışıklık sistemi baskılanmış farelerde (SCID arka planı) Emx1 genini eksprese eden hücrelerde Esco2 genini koşullu olarak devre dışı bırakarak neokorteks ve hipokampusu hedef aldı. Bu “apallial” farelerde toplam beyin dokusunun yaklaşık %50’si kayboldu; ancak fareler hayatta kaldı ve temel davranışlarını büyük ölçüde korudu. Ardından, insan indüklenmiş pluripotent kök hücrelerinden (hiPS) üretilen kortikal organoidler, yenidoğan apallial farelerin kortikal boşluğuna nakledildi. Nakil sonrası organoidlerin %86,2’si hayatta kaldı ve 3 ay içinde birleşik kortikal doku hacminin %91,9’unu oluşturdu.
Deneylerden Hangi Sonuçlar Elde Edildi?
Hücresel çeşitlilik: Xenokortikal greftlerde insan korteksine özgü derin ve yüzeysel katman glutamaterjik nöronları, L5-ET (ekstratelensefalik projeksiyon) nöronları, von Economo nöron (VEN) benzeri hücreler, astrositler, oligodendrosit öncülleri ve progenitör hücreler tespit edildi. L5-ET nöron oranı, önceki transplantasyon yöntemlerine kıyasla 3 kat daha fazlaydı.
Bağlantısallık: Anterograd ve retrograd izleme yöntemleriyle insan kaynaklı aksonların fare beyin sapı, talamus, pallidum ve servikal omuriliğe uzandığı gösterildi. Difüzyon ağırlıklı görüntüleme (DWI) ile greft içi mikro yapının dorsoventral yönelimli olduğu belirlendi.
Elektriksel aktivite: Geniş alanlı kalsiyum görüntüleme ve derinlik elektrofizyolojisi, greftin spontan, senkronize kalsiyum dalgaları ve LFP patlamaları ürettiğini ortaya koydu. Bu aktivite orofasiyal hareketlerle güçlü korelasyon gösterdi.
Davranış: MoSeq tabanlı analizler, apallial ve xenokortikal farelerin davranış repertuvarlarının kontrolden farklılaştığını; xenokortikal grubun iki grup arasında ara bir konumda yer aldığını gösterdi. Y-maze çalışma belleği testinde xenokortikal fareler kontrole benzer performans sergilerken, apallial fareler şans seviyesinin altında kaldı.
Hastalık modeli: Hipoksik hasar (5% O₂, 5 saat) sonrası xenokortikal farelerde insan greftinde HIF1α birikimi, mikroglia ve astrosit yoğunluğunda artış ve CatWalk yürüyüş testinde denge ile ilgili bozulmalar gözlendi.
Bu çalışma, insan beyin dokusunun erişilemezliği sorununa yenilikçi bir çözüm sunuyor. Xenokortikal fare modeli, insan nörogelişimini, devre fonksiyonlarını ve hastalık mekanizmalarını canlı bir organizmada, davranışsal çıktılarla birlikte inceleme olanağı sağlıyor. Özellikle von Economo nöronları gibi sadece büyük beyinli memelilerde bulunan hücre tiplerinin insan greftlerinde üretilebilmesi, nöropsikiyatrik hastalıkların (şizofreni, otizm, Alzheimer) araştırılması için önemli bir adım olarak değerlendiriliyor. Ayrıca platform, perinatal hipoksi ve serebral palsi gibi durumların modellenmesi ve terapötik testler için umut vaat ediyor.
DENEY NE KADAR İNSANI VE SONUÇLARI NE KADAR KULLANILABİLİR?
Araştırmacılar, modelin sınırlamalarını da kabul ediyor: Greftlerde tam kortikal katmanlaşma, olgun GABAerjik internöron çeşitliliği ve ileri düzey bölgesel özelleşme henüz gözlenmedi. Fare ve insan gelişim hızları arasındaki uyumsuzluk entegrasyonu sınırlayabiliyor. Gelecekte daha olgun ve kanonik kortikal organizasyon elde etmek için embriyonik fare konakçıları veya primat modelleri kullanılabilir. Çalışmanın etik boyutları da Stanford biyoetikçileri ve bağımsız komiteler tarafından değerlendirilmiş; araştırmacılar bu tür modellerin etik rehberlik eşliğinde geliştirilmesi gerektiğini vurguluyor.
Guardian gazetesinin haberine göre, çalışmayı yöneten Stanford Üniversitesi Psikiyatri Profesörü Sergiu Pașca, yaptığı açıklamada, insan beyninin karmaşık yapısı ve canlı insan beynine erişimin mümkün olmaması nedeniyle nöroloji ve psikiyatride hastalıkların araştırılması ve yeni tedavilerin geliştirilmesinin zor olduğunu belirtti.
Pașca, çalışmanın insan beyninin gelişimi ve işlevinin bazı yönlerini araştırmacılar için erişilebilir hale getirmeyi amaçladığını ifade etti.
Deney etik tartışmaları da beraberinde getirdi
Öte yandan insan beyin organoidlerinin hayvanlara nakledilmesi, hayvan refahı ve bu dokuların bilinç veya acı hissedip hissedemeyeceğine ilişkin etik tartışmaları da beraberinde getiriyor.
Londra Ekonomi ve Siyaset Bilimi Okulundan hukuk profesörü Emily Jackson, hayvan refahının önemli bir konu olduğunu belirterek, nakledilen dokunun hayvanlar üzerindeki etkisinin yakından izlenmesi gerektiğini ifade etti.
Cambridge’deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarından Madeline Lancaster ise yöntemin özellikle hastalıkların ve tedavilerin canlı bir organizma üzerinde incelenmesini gerektiren araştırmalarda kullanılabileceğini ancak insan beyninin doğal gelişimini anlamada modelin sınırlı kalabileceğini gösteriyor.
