Balık Yüzme Kesesinden Üretilen Hidrojel Kalp Yetmezliği Tedavisinde Umut Vaat Ediyor

Yazan Tuba Günvar

17 Nisan 2025 | 22 Nisan 2025 | Kategori: Biyoteknoloji, Güncel / Literatür, Kardiyoloji Print

Kalp yetmezliği, dünya genelinde milyonlarca insanı etkileyen ve yeresiz tedavi seçenekleri nedeniyle yüksek ölüm oranı ile seyreden ciddi bir sağlık sorunu. Ancak kalp krizi sonrası oluşan doku kaybını onarmak için umut vadeden yeni bir yöntem başarılı oldu. Advanced Science dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, balıkların yüzme kesesinden elde edilen biyolojik materyal ile kalp dokusunu iyileştiren, enjekte edilebilir bir hidrojel geliştirildi. Bu doğal hidrojel, kalp hücrelerinin yapışmasını, esnemesini ve yeni damar oluşumunu destekleyerek kalbin kendini yenilemesine yardımcı oluyor.

Doğadan ilham alan biyomalzeme

Yüzme kesesi, balıkların su içinde dengede kalmasına yardımcı olan bir organdır. Kolajen, glikozaminoglikanlar ve elastin gibi insan kalp dokusuna benzeyen yapı taşlarını içerir. Çin’deki Nankai Üniversitesi’nden araştırmacılar bu benzerlikten faydalanarak balık yüzme kesesi kökenli bir ekstraselüler matris (ECM) içeren hidrojel geliştirdi. Bu biyomalzeme, düşük antijenite ve yüksek biyolojik aktivite gibi memeli kaynaklı ECM’lere göre çeşitli avantajlara sahip.

Zebra Balığında Keşfedilen HMGA1 Geni, Kalp Hastalıkları İçin Umut Olacak

Kalp hücrelerini destekliyor

Laboratuvar ortamında yapılan deneyler, bu hidrojelin kalp kası hücrelerinin yapışmasını ve esnemesini artırdığı gösterildi. Ayrıca, yeni kan damarlarının oluşumunu (anjiyogenez) teşvik etti. Bağışıklık sistemini olumlu etkileyerek iltihaplanmayı azalttı ve kalp fonksiyonlarını iyileştirdi. Bu özellikler, kalp dokusunun yenilenmesini kolaylaştırarak iyileşme sürecini hızlandırmasına yardımcı oluyor.

Hidrojelin mekanik özellikleri zamanla artarak enjeksiyonla uygulanabilirliğini kolaylaştırdı ve kalp kası kasılmalarına sürdürülebilir destek sağladı. Sıçanlarda yapılan kalp yetmezliği modelinde, enjeksiyon sonrası kalp fonksiyonlarında belirgin iyileşme gözlemlendi. Özellikle kalp atım hacmi (ejeksiyon fraksiyonu) artarken, iltihap seviyesi azaldı ve hasarlı doku alanı küçüldü.

Moleküler düzeyde etki

Araştırmada RNA dizileme ve hücre kültürü testleri, hidrojelin etkilerinin arkasındaki mekanizmaları da ortaya koydu. ANGPTL4 adlı bir proteinin, hidrojelin bağışıklık sistemini düzenleyici ve damar oluşturan etkilerinde kilit rol oynadığı saptandı. Bu bulgu, gelecekte geliştirilecek tedavi stratejileri için yeni bir hedef sunabilir.

Yeni keşfedilen GPNMB proteini kalp krizi sonrasında iyileşme sürecini destekliyor

Kalp hastalıklarında biyouyumlu çözümlere doğru

Araştırmayı yöneten Prof. Dr. Zhihong Wang, kalp krizinden sonra geri döndürülemeyen kalp kası kaybına karşı yenileyici çözümlere ihtiyaç olduğunu belirtti. Balık yüzme kesesinden türetilen bu hidrojelin hem biyouyumlu hem de işlevsel olması, rejeneratif tıpta yeni bir sayfa açabilir. Araştırmacılar, bu yaklaşımın sadece kalp hastalıklarında değil, başka organların doku onarımı için de uyarlanabileceğini vurguluyor.

Araştırmanın Özeti

Balık Yüzme Kesesinden Türetilen ECM Hidrojelleri, Bağışıklık Düzenleme ve Anjiyogenez Yoluyla Miyokard İskemik Hasarını Etkili Şekilde Tedavi Eder
Enjekte edilebilir hidrojel implantları, iskemik kalp yetmezliği için umut verici bir tedavi yaklaşımı sunar; ancak bu yöntemlerin etkinliği genellikle düşük biyolojik aktivite, zayıf dayanıklılık ve yetersiz enjeksiyon teknikleri nedeniyle sınırlıdır. Bu çalışmada, memeli kaynaklı ECM’ye kıyasla düşük antijenite, yüksek biyolojik aktivite ve kaynak güvenliği gibi belirgin avantajlara sahip olan balık yüzme kesesinden türetilmiş ekstraselüler matrisi (FSB-ECM) içeren benzersiz bir hidrojel geliştirilmiştir.

Hidrojel; kolajen, glikoproteinler ve proteoglikanlardan oluşmakta olup, miyokard matrisinde yaygın olan 13 proteine ek olarak üç özgül protein (HSPG, Col12a1 ve vWF) içermektedir. Bu yapı, kalp hücrelerinin yapışmasını ve esnemesini artırırken aynı zamanda anjiyogenez (yeni damar oluşumu) ve M2 makrofaj kutuplaşmasını teşvik eder. Ayrıca, hidrojelin depolama modülü (G′) zamanla artmakta ve 5 dakika içinde yaklaşık 1000 Pa’ya ulaşarak kateterle uygulama ve yerinde jel haline geçişi kolaylaştırmaktadır.

Kök Hücreden Üretilen ‘Kalp Yaması’ Kalp Yetmezliği Tedavisinde Başarılı Oldu

Hidrojel, kalp kası kasılmalarına sürdürülebilir destek sağlayarak uzun ömürlü bir etki sunmaktadır. Sıçan modelinde yapılan iskemik kalp yetmezliği deneylerinde, FSB-ECM tedavisi ile ejeksiyon fraksiyonunda anlamlı iyileşmeler gözlenmiş, buna artan anjiyogenez, azalan iltihaplanma ve küçülen enfarkt alanı eşlik etmiştir. Son olarak, RNA dizileme ve laboratuvar ortamında yapılan testler, ANGPTL4 adlı proteini FSB-ECM tedavisinin etkilerini yöneten temel bir unsur olarak tanımlamıştır. Genel olarak, FSB-ECM bazlı bu yeni enjekte edilebilir hidrojel, kateter yoluyla uygulama için uygundur ve kalp yetmezliğinin tedavisinde dikkat çekici onarıcı yetenekler sergilemektedir.