ABDULRAHMAN ALTURKI, ZEYNEP BEREKETOĞLU
Gaziosmanpaşa Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Genetik ve Biyomühendislik Anabilim Dalı, Tokat
Birçoğumuz kök hücre araştırmalarının geniş alandaki hastalık ve sağlık sorunlarının tedavisindeki olumlu etkilerini ve bizlere olağanüstü vaatler sunduğunu bilinmektedir. Fakat bu araştırmaların hala geliştirilmesi, etkin ve güvenli tedaviler haline getirilmesi için gidilmesi gereken epey uzun bir sürece ihtiyacımız vardır. Kök hücre araştırmalarının ve geliştirilen tedavilerin geneli yeni ve deneyseldir. Bu nedenle bir kök hücre araştırması yapmaya ve ya kök hücre tedavisine başvurmaya karar verme durumunda her şeyden önce nelere dikkat edilmesi gerektiğinin ve bunun nelere sonuç verebileceğinin yeterince iyi anlaşılması gerekmektedir. Ayrıca bu araştırmaların uzun yıllar sürdüğü de göz ardı edilmemelidir.
KÖK HÜCRELERİN TARİHÇESİ?
17.yüzyılda mikroskopun bulunmasıyla başladı.1665 yılında ingiliz bilim adamı Robert Hooke, şişe mantarının ince kesitini incelemek için mikroskopu kullandı. Mantarın birçok küçük gözeneği olduğunu fark etti. Gözeneklerin, keşişlerin yaşadığı hücrelere benzediğini düşündü. Hooke’un keşfi hücre biyolojisi olarak bilinen bilimsel çalışma alanında bir bütün oluşturdu.
Şimdi bize çok açık görünebilir, ama bu bilim insanlarının 200 yılına mal olmuş ve Hooke’un bütün yaşayan şeylerin hücrelerden oluştuğunu doğrulamasından sonra bulunmuştur.
Schleiden farklı bitkilerden; Schwann hayvan ve bakteri gibi tek hücreli canlılardan veri topladı. Bazı vücut sıvılarına bakınca, kan ve sperm gibi, hepsinin hücrelerden oluştuğunu gördüklerinde hayrete düşmüşlerdi. Sonuçta Virshow ve Remark her hücrenin önceden var olan bir hücreden oluştuğunu gözlemledi.
Kök hücreleri bu kadar özel yapan, sadece kendilerini çoğaltmaları değil, çok fazla çeşitte hücre tipi haline gelebilmeleridir.
Hücre biyoloğu hücrelerle ilgili çalışırken, doktorlar hastalarını aşırı kanamadan korumanın yollarını aradılar. İlk başarılı kan transfüzyonu 19.yüzyıl başlarında Dr.James Blundell tarafından İngiltere’de yapıldı. O, doğumda çok fazla kan kaybeden bir hastaya kocasının kanını vererek hastanın hayatta kalmasını sağladı. Kadın şanslıydı. Çünkü kan transfüzyonlarının hepsi başarılı değildi. Bu, neden bazı transfüzyonların başarılıyken diğerlerinin başarılı olmadığı hakkında sorular oluşturdu. Bilim adamları ve hekimler, kan tranfüzyonlarını vücudun kabul etmesi ya da reddetmesini sağlayan etkeni öğrenmek istedi. Daha ilginci, kök hücre araştırmasının geleceği içinde bilim adamları hastaların iyileşmesini sağlayan taze kanda ne olduğunu merak etmeye başladı.
20. yüzyılın başlarında, Paul Erlich, boyama teknikleri geliştirdi, bu farklı kan hücrelerinin mikroskop altında ayırt edilmesini mümkün kıldı.
1905 yılında Pappenheim hücre akıbetini belirten diagramı üretti, belirli bir hücre tipinin diğer tüm kan hücresi tiplerine dönüşebileceğini söyledi. Diagramın tam ortasında kırmızı daire ile işaretlenmiş multipotent kök hücresi vardır. Tüm farklı kan hücresi tiplerini tanımlamak” için “kök hücre terimini önerdi.
1950 yıllarının sonlarında Dr. McCulloch ve Till de Kanada’da radyasyonun insan hücrelerine etkisini araştırmaya başladı. Soğuk savaşın en hızlı olduğu zamanda onlar askerleri radyasyonun yan etkisinden korumanın yollarını aradılar. Onlar yoğun radyasyonun kan hücrelerini azalttığını ve genetik anormaliler sebep olduğunu biliyordu.
Fareler ile deneyleri sırasında, farklı düzeyde radyasyona maruz kalmış kemik iliği hücrelerini enjekte ettiler. Yüksek dozda radyasyonda şişkinlik ya da nodül oluşturmadı. Çünkü tüm kemik iliği hücreleri ölüydü. Bununla birlikte düşük doz radyasyona maruz kalmış kemik iliği hücreleri nodüller oluşturdu, sonra bilim adamları nodülleri incelediler.
Dr. Edwards ve Steptoe İngiltere’de fertilite problemleri olan hastalara yardım etmeye çalışıyordu. Kadınların yumurtalarını vücudun dışında bir petri kabında olgunlaştırmaya ve döllendirmeye çalıştılar. Bu işlem in vitro fertilizasyon olarak bilinir.
1978 yılında, kültür koşullarını sağladılar ve erken evrede embriyolar elde ettiler ve kültür kabındaki blastokist daha sonra başarılı bir şekilde anneye transfer edildi. Testin sonucunda dünyanın ilk tüp bebeği oluştu.
1998 yılında Jamie Thomson teknolojiyi kullanarak in vitro fertilizasyondan kalan embriyoların hücre yığınlarını izole etti ve ilk insan embriyonik kök hücre hattını üretti. Uzun süre boyunca hücre sayısını hücrelerin kendini yenileme yeteneğini kaybetmeden arttırabildi. Hücrelerin farklılaşma yeteneklerini onları fareye enjekte ederek test etti ve aynı zamanda onları kültür kabında farklılaştırdı.
Üç germ tabakası endoderm, mezoderm ve ektodermdir. İlkel embriyonun insan gelişiminde yaklaşık iki hafta içinde oluşan üç öncü doku tabakasıdır.
Ektoderm: erken embriyonun üç germ tabakasının dış kısmıdır. Daha sonra cilde, sinir sistemine, göz merceğine ve sinir tepesine gelişme sağlar.
Mezoderm: kas, kemik ve kan gibi dokuların gelişiminde daha sonra ortaya çıkan üç germ tabakasının ortası.
Endoderm: erken embriyonun üç germ tabakasının iç kısmı, akciğerler, bağırsaklar, karaciğer ve pankreas gibi dokuların daha sonraki gelişiminde ortaya çıkar.
Embriyonik kök hücrelerin vücuttaki tüm hücre çeşitlerini oluşturabilmesi onları pluripotent yapar. Örneğin, eğer siz bir kök hücreyseniz bir dağın tepesindesiniz kayak yaparken aşağı inmek için birçok farklı yoldan gidebilirsiniz her yolun farklı bir hücre oluşturduğunu düşünün. Pluripotent kök hücreler gibi, vücuttaki tüm hücre tiplerine dönüşebilirsiniz. Eğer multipotent hücreyseniz potensiyel dağında, pluripotent hücreye göre daha aşağıdan başlarsınız yetişkin kök hücreleri gibi. Hala aşağı inmek için bir sürü yol tercih edebilirsiniz. Ancak kayak yaparken yukarıya gidemezsiniz. Bundan dolayı sadece bir avuç hücre tipine dönüşebilirsiniz.
Önemli kök hücre Japonya’da Shinya Yamanaka tarafından bulundu. Yamanaka normal yetişkin hücrelerini yeniden programlayıp programlamayacağını merak etti deri hücrelerini kök hücre yapabilmek gibi. Bu hücreleri gelişimde geriye gitmeye zorlamak gibi. Ama ilginç bir şekilde Yamanaka bunu sadece 4 protein kullanarak yaptı.
KÖK HÜCRE NEDİR?
İnsan vücudunda yer alan tüm organ ve dokular hücrelerden oluşur. Bazı hücreler kendilerini yenileyebilir ve farklı hücre tiplerine dönüşebilirler Kök hücre olarak adlandırılan bu hücreler, çoğalamayan kas ve sinir hücrelerinden farklı olarak bölünebilir ve çoğalabilir Pek çok farklı türü bulunan kök hücreler, kişi henüz anne karnında iken gelişimin ilk basamaklarında önemli rol oynayarak, organ ve dokuların oluşumunu sağlar. Kök hücre olarak kabul edilmesi için, hücrenin iki şeyi yapabilmesi gerekir. Birinicisi, kendini yenilemeli, ikincisi ise multipotent olmalı. Kök hücre terimi organizmanın tüm hücrelerinin köken aldığı, farklı hücre tiplerine dönüşebilme potansiyeline sahip, kendini yenileyebilme ve klon oluşturma özelliklerine sahip farklı yapı ve gelişim sürecindeki hücreleri kapsar.
Kök hücreler her türlü hücreye dönüşebilen kaynak hücrelerdir. Yani karaciğer, böbrek, yağ, kas, sinir, damarlar… vb. vücudumuzdaki bütün hücreler kök hücrelerin dönüşümü ile oluşurlar. Vücudumuzun bütün doku ve organları bu kök hücrelerden oluşurlar. Bu bir çeşit “farklılaşarak dönüşme” dir. Bu hücreler sınırsız bir şekilde çoğalabilir ve her türlü doku veya organa dönüşebilirler. Vücudumuzun bir bölgesinde oluşan hasarın onarılması için bu hücrelere ihtiyaç vardır. Kök hücreler hasarlı bölgedeki onarımdan birebir sorumludurlar. Bunun için ilgili doku ve organın hücresine dönüşür ve hasarlı bölgeyi onarmış olurlar. Bir önemli özellikleri kendilerini yenileme kabiliyetleridir. Kök hücre tedavilerde birçok noktada kullanılsa da en çok kullanılan noktalarından biri kısırlık (infertilite) da kullanılır Üreme çapındaki her 100 çiftten 10 ile 15’inde kısırlık görülebilir.
Yaş ilerledikçe görülme sıklığı artar. Kısırlık üreme sistemi ile ilgili bir sağlık sorunudur. Tek bir sebebe bağlı olabildiği gibi; birkaç faktörün birleşmesi ile de gerçekleşebilir.
Kök Hücrelerin Genel Özellikleri
Kök hücreler, yüksek telomeraz enzim aktivitesine sahip hücrelerdir. Bu özellikleri sayesinde, doğrusal kromozomlarının ucunda bulunan telomerlerin kısalmaları önlenmekte; böylece, kök hücrelerin yaşlanmasının ve bölünme kapasitelerinin azalmasının önüne geçilmektedir. Kök hücreler, bölünmeler esnasında bir yandan öncü hücrelere dönüşecek hücreleri üretirken bir yandan da kendi yedeklerini oluştururlar. Böylece organizmadaki kök hücre havuzu, yaşam boyu sabit büyüklükte kalmaktadır.
Farklılaşma, çok hücreli organizmaları oluşturmak üzere bir araya gelmiş hücrelerin, özgün bir yapı kazanmak ve özel görevleri üstlenmek üzere geçirdikleri bir dizi değişimdir. Bu değişim, hücre dışı matriks proteinleri, sitokinler ve büyüme faktörleri gibi çeşitli moleküllerin yer aldığı karmaşık yolakların oluşturduğu bir süreçtir. Bir hücre farklılaşmaya başlamadan önce yeterli sayıya ulaşır ve ardından, çoğalma ile ilgili mekanizmalar kapatılarak farklılaşma ile ilgili olanlar devreye girer. Bu süreç ise genellikle hücre bölünme döngüsünden çıkar (G0 fazı). Farklılaşmayı uyaran ve devam ettiren etkenlerin ortadan kalkması durumunda hücre tekrar bölünme döngüsüne girer (G1 fazı). Kök hücreler için farklılaşma, diğer tüm hücrelerdeki farklılaşma mekanizmasına benzer şekilde yürütülür. Ancak bu hücreleri diğer hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri farklılaşma kapasitelerinin yüksek oluşudur. Bu özellikleri sayesinde, organizmadaki yapım ve onarım olaylarında önemli roller üstlenirler.
FARKLIKAŞMA POTANSİYELİNE GÖRE KÖK HÜCRELER
Totipotent: tüm organizmayı üretebilen tamamen farklılaşmamış kök hücre. Zigot ve döllenmeyi takip eden çok erken aşamalardaki hücreler (yani 2 hücreli aşama) totipotent olarak kabul edilir.
Pluripotent: vücutta herhangi bir hücre tipi üretebilen farklılaşmamış kök hücre. İnsan embriyonik kök hücreleri ve insan kaynaklı pluripotent kök hücreler pluripotent olarak kabul edilir. Belirli bir soy içinde hücre türlerinin sayısı yapabilir özellikle Kısmen farklılaşmış kök hücre. Erişkin kök hücreler ve kordon kanı kök hücreleri multipotent olarak kabul edilir.
Multipotent: çoğu dokuda bulunur ve tek bir germ katmanından hücrelere farklılaşır. Mezenkimal kök hücreler (MSC’ler) en çok tanınan multipotent hücredir. Kemik iliği, yağ dokusu, kemik, göbek kordonu kanı ve periferik kan dahil olmak üzere çeşitli doku lardan türetilebilirler.
Unipotent: Sadece bir seriye ait hücreleri oluşturabilen kök hücre, örneğin olgun olan ve olmayan tüm kemik iliği hücrelerini oluşturur.
BULUNDUĞU YERE GÖRE KÖK HÜCRELER
1-Embriyonik kök hücreleri: Erkendönemdeki memeli embriyosundaki kök hücrelerden elde edilmektedirler. Blastosist adı verilen hücre kümesinden alınan hücrelerin her birine embriyonel kök hücre denir. Embriyonel kök hücreler, kültürlerde çoğaltılarak bilimsel araştırmalarda kullanılmaktadır.
2-Erişkin kök hücreler: Farklılaşmış dokularda bulunan ancak farklılaşmamış hücrelerdir. Her yaştaki insanda bulunur. İhtiyaç duyulduğunda bulundukları dokudaki değişik hücre türlerine dönüşüyorlar. Erişkin kök hücreler, organizma yaşadığı süre boyunca kendi kopyalarını üreterek çoğalıyorlar. Bu hücreler bulundukları dokulardaki eskiyen, hastalanan veya ölen hücrelerin yerine yenilerini üreten yedek parça kaynakları olarak görev yapıyorlar.
3-Fetüs Kök Hücreler: Düşük yapan kadınlardan elde edilen ve sınırsız sayıda bölünebilip, kendini yenileme özelliğine sahip olan kök hücre tipleridir. Bu hücreler, pluripotent yapıda yani gerekli koşullar sağlandığında çeşitli hücre türlerine dönüşebilen kök hücrelerdir.
KÖK HÜCRE ELDE ETMEK
Günümüzde artık tüp bebek klinikleri hep bunu yapıyorlar. Bir donörden veya babadan sperm alıyorlar, bir kadından aldıkları bir yumurta var. Bunları in vitro şekilde birleştiriyorlar ve in vitro olarak döllendiriyorlar. Blastosist dediğimiz aşamaya kadar gelişmelerine izin veriliyor. Bu hamileliği başlatmak için bir kadına transfer edildikleri adım. Yani başarılı bir tüp bebek işlemi için, ilk adım bunu gerçekleştirmek. İyi kalitede olan blastosistlerin iki önemli amacının olduğunu duymuşsunuzdur.
Birincisi dişiye transfer edilmesi içindir, kaliteli olup da kullanılmayan ikincil blastosistler sonrası için dondurulur. Yani ne zaman kadınlar yeni bir (çocuk) isterlerse dondurucudan bunlar çıkarılır. Bu bir tür geç gelen bir ikiz gibidir, çünkü aynı zamanda döllenmişlerdir. Tam da burada kullanabileceğiniz bir hile var.
Mitokontrinin de kendine özel minik bir genomu var. Yani içlerinde DNA taşımaktalar. Buna mitokondriyal DNA deniliyor. Bazen bu DNA küçük bir mutasyon taşır; mitokondrinin çok önemli olması diğer görevlerinin yanısıra enerji de sağlamasındandır. O zaman (mutasyon halinde) mitokondriyal bozukluk oluyor. Ve bunun olması biraz can sıkıcı bir şey. Diyelim ki bunlar devam eder, spermin yumurta ile birleşerek gelişimini sağlarlarsa ve hücreler embriyoyu oluştururlarsa, o zaman plasenta da bu bozuk mitokondriye sahip olacaktır. Şimdi burada tüp bebek klinikleri şu hileye başvuruyorlar: Yumurtayı spermle döllüyorlar, ve (tüm) genetik materyali taşıyan yumurtayı alıyorlar; bu erkeğin ve yumurtayı sağlayan kadının (genetik) kombinasyonu oluyor. Ama bu kadının mitokondrisinde genetik bir sıkıntı var. Yani yumurta bu bozuk mitokondrileri taşıyor.
Anlattığım kombinasyondan oluşan genetik materyali taşıyan çekirdeği alabilirsiniz, Bunu oradan (hücreden) çıkarırsınız ve şimdi normal mitokondri yumurtasını veren ikinci bir kadının (hücresini) çekirdeksiz hale getirir, çekirdeğini çıkarırsınız. Şimdi elinizde yine iki parça var. Genetik bütünlüğü tamamen sağlamışsınız, çünkü yarım artı yarım bir etmiş. Ama bu kez elinizde hiçbir genetik materyali olmayan bir yumurta var. Bu ikisini (çekirdek ve yumurta) birleştirirseniz, o zaman genetik bütünlüğü tam bir yumurta oluşturmuş olursunuz. İşte şimdi (hücrenin) gelişmesine izin verebilirsiniz. Şimdi hücreniz eski bozuk mitokondrisi yerine sağlıklısını taşıyacaktır.
KÖK HÜCRE TEDAVİSİ
Günümüzde kök hücre yaygın olarak, periferik kan, kemik iliği ve kordon kanından alınarak kullanılır. Kişinin kendisinden alınan kök hücrenin yine kendisinde yer alan hasarlı bölgeye nakledilmesine otolog nakil; diğer donörlerden alınan kök hücrenin, hastaya nakledilmesine ise allojenik nakil denir. Bazı durumlarda da Tedavinin başarı oranı, hastalığın türü, dönemi ve yaşanan komplikasyonlara göre değişiklik gösterir. Ayrıca bazı durumlarda kök hücre tutunması gerçekleşmeyebilir. Bu durumda kök hücre naklinin tekrarlanması gerekir.
KÖK HÜCRE TEDAVİSİ HANGİ HASTALIKLARDA KULLANILIR?
Geçmişten günümüze kadar kök hücreler ile tedavi edilen hastalık sayısı hala oldukça az olmakla birlikte kök hücre tedavisi; kan ve bağışıklık sistemi hastalıklarında kullanılan kan kök hücresi nakliyle etkin bir tedavi yöntemi olabilmektedir. Diğer birçok kök hücre tedavisi henüz deneysel aşamada olup etkinliği ve doğruluğu kanıtlanmamıştır. Günümüzde uygulanan ve umut verici araştırmalarına devam edilen kök hücre tedavi alanlarından bazıları şunlardır:
• Otizm
• Oligospermi
• Kısırlık
• İktidarsızlık
• Siroz
• MS (Multiple Skleroz)
• Lupus Hastalığı
• Alzheimer
• Parkinson
• Serebral Palsi
• Yüze Kök Hücre Tedavisi
• ALS
• Kök Hücre ile Gençleşme
• Ülseratif Kolit
• Kalp Hastalıkları
• Kas Erimesi
• Demans
• Otoimmün Hastalıklar
• LYME
• Ortopedik hastalıklar
• Serebral Ataksi
• Diş ve Diş Eti Hastallıakrı
Bütün bunların yanında unutmamız gereken şey; kök hücre tedavilerinin büyük ölçüde yeni olduğu ve hala öğrenmemiz gereken çok şeyin olduğu gerçeğidir.
KÖK HÜCRE TEDAVİSİNİN GELECEĞİ
10 yıldan uzun süredir yapılan klinik çalışmalar ve sürekli artan ilgi dikkate alındığında her geçen gün kök hücre tedavi uygulamalarında gelişmeler kaydedilmekte ve daha başarılı sonuçlar elde edilmektedir. Kullanım alanları da teknikler geliştikçe artmaktadır. Kök hücre tedavisi tecrübe gerektiren bir tedavi yöntemidir. Tedavi kararını verirken mutlaka bu konuda deneyimli, konuya her yönüyle hâkim bir üroloji uzmanını tercih etmelisiniz. Unutmayın, kalıcı ve sağlıklı çözüm sizin elinizde…
News
