Kök Hücre Nedir?

Teknolojinin gelişmesiyle bilim dünyasına her gün bir yenilik eklenmektedir. Fakat kök hücre teknolojisi bu gelişmelerin çok ötesinde, önemli bir yerdedir. Kök hücre biyolojisinin gelişmesi ve anlaşılması biz insanlar için çok büyük avantaj sağlamaktadır. İnsanoğlu, yaşam ömrünü uzamak, hastalıkları tedavi etmek, yaşlanmayı geciktirmek veya durdurmak için birçok girişimde bulunmuştur. Günümüzde gelişen teknoloji ile moleküler biyoloji, genetik mühendisliği gibi alanlarda kök hücrelerin tedavide kullanımı yaygınlaşmıştır.^[1]

Kök hücre teknolojisi ile organ nakil işlemleri, bağışıklık sistemi hastalıkları, geri dönüşümü olmayan hücre, doku hasarları gibi çok ciddi hastalıkların tedavi prosedürlerinde köklü değişiklikler yapılabilir. Yapılan araştırmalar neticesinde kök hücrelerin, kusurlu hücreleri değiştirme, organları yenileyebilme yetenekleri sayesinde tedavisi mümkün olmayan hastalıklara muhtemel tedavi olanağı sağlayabileceği bulunmuştur. Kök hücreler, çok hücreli canlıların vücudunda bulunan tüm doku ve organlarının temelini oluşturan hücrelerdir ve farklı hücre tiplerine dönüşebilen, kendini yenileyebilen, değişik yapı ve gelişim aşamalarındaki hücrelerdir. ^[2]

Kök Hücre Kaynakları

Kök hücreler insan vücudunda çok çeşitli yerlerde bulunabilir fakat temel olarak bulundukları yere göre iki ana gruba ayrılır. Bunlar; embriyonik kök hücreler (ESC’ler) ve erişkin kök hücrelerdir. Gelişme ve farklılaşabilme potansiyellerine göre ise; totipotent, pluripotent, multipotent, oligopotent ve unipotent olabilirler.^[3]Fertilizasyon sonucu oluşan zigot art arda mitoz bölünmeler geçirir. Her bir bölünme ile oluşan hücreye blastomer denir. İlk oluşan hücre ‘totipotent’ özellikteki embriyonik hücrelerdir, tüm organizmayı oluşturabilme potansiyeline sahiptir. Fertilizasyon sonrası 5.günün ortası ile 2.haftanın sonu arasında blastosist evresindeki hücreler tek başlarına tam bir organizmayı oluşturamazlar fakat vücuttaki tüm hücrelere farklılaşabilme potansiyeline sahip ‘pluripotent’ hücrelerdir. Blastosistin iç tabakasındaki hücrelerden köken alan pluripotent hücrelere ‘embriyonik kök hücreler’ denir. Erişkinde bulunup sadece belirli hücre tiplerini oluşturmak üzere özelleşmiş kök hücreler ‘multipotent’ kök hücrelerdir. Birkaç hücre tipine dönüşebilen kök hücreler “oligopotent”, tek bir hücre tipine dönüşebilen kök hücreler ise “unipotent” olarak isimlendirilir.^[3]

ESC’ler erken embriyonik dönemde laboratuvar koşullarında tüm somatik hücrelere dönüşebilme ve sınırsız çoğalabilme yeteneğine sahiptirler. ^[4]

Embriyonik kök hücre çalışmalarının yapılması etik, ahlaki ve yasal tartışmalar nedeniyle dirençle karşılaşmaktadır. Ülkemizde embriyonik kök hücre çalışmaları 2006 yılında Sağlık Bakanlığı tarafından durdurulmuştur.^[1] İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler) çok farklı kökendeki somatik hücrelerden edinilebildiğinden kullanımında yasal ve etik engeller bulunmamaktadır. Bu sebeple erişkin kök hücre çalışmaları üzerinde yoğunlaşılmıştır.

Etik Olarak Kabul Gören İPS Gibi Modern Kök Hücre Tekniklerinin Avantajları

Erişkin kök hücreler, embriyonik kök hücrelere göre sınırlı farklılaşma potansiyeline sahiptir, bu sebeple, İPSC'lerle çalışmalar yapılmaktadır. İPSC’ler spesifik faktörler tarafından uyarılmış olan somatik hücrelerin pluripotent evreye tekrar programlanması neticesinde meydana gelmektedirler. ^[5]Vücut somatik hücreleri, somatik nükleer transfer metodunu, somatik hücre füzyonu metodu ve yeniden programlama metodu olmak üzere 3 ana metot kullanılarak pluripotent hücrelere dönüştürülebilir.^[1],^[7],^[8]

İndüklenmiş pluripotent kök hücreler, embriyonik kök hücrelere (ESC’lere) alternatif olarak görülmektedir çünkü somatik hücrelerden üretilen İPSC’ler, embriyonik kök hücrelerle aynı özellikleri barındırır. ^[6]

Somatik hücrelerde pluripotent indüksiyon yöntemlerinde kullanılan vektörlere göre; tekrar programlamada üretken olması, genomik entegrasyon açısından düşük risk taşıması, genomik bozulmanın az olması ve bozulma riskinin minimum düzeyde olması gibi güçlü yönler vardır. ^[9] İPSC’ler terapötik kullanım açısından iyi bir kaynaktır. ^[1]

Erişkin kök hücreler, canlının vücudundaki doku veya organda yer alan hücreler arasında bulunan özelleşmemiş olan kök hücrelerdir. Birçok kök hücre kaynağı vardır. Mezenkimal kök hücreler, hematopoetik kök hücreler ve organlarda bulunan kök hücreler erişkin kök hücreleridir. Kemik iliği kök hücreleri, periferik kan kök hücreleri ve kordon kanı kök hücreleri hematopoetik kök hücreleridir. Fetüs kök hücreleri ve kadavra kök hücreleri embriyonik olmayan kök hücrelerdir. ^[10]

Kök hücre elde edilen dokulardan bazıları; kalp, beyin, böbrek, deri, göz, gastro-intestinal sistem, karaciğer, akciğer, pankreas, meme, ovaryum, prostat ve testisler olarak bildirilmiştir.^[11]

Vücutta önemli işlevleri olan beyin, karaciğer, kalp gibi organlarda meydana gelen ciddi hastalıklar sonrası bu organların doğal yollarla yenilenmesi mümkün değildir. Kök hücrelerin yenilenebilme, çoğalabilme yeteneklerinden yararlanıp bu organlardaki hastalıkların tedavisine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Sinir sistemi hastalıkları, omurilik yaralanmaları, kalp kasının yenilenmesi, ortopedik kusurlar, romatizma, diyabet gibi pek çok hastalığın tedavilerine yönelik ve organ naklinin yerine geçebilecek kök hücre çalışmaları yapmaktadır.^[10]

İnsanda genetik olarak yeniden programlama ile; dermal fibroblast, , karaciğer, periferik kan hücreleri, pankreas hücreleri, keratinosit, üriner epitel hücresi, B ve T hücreleri, mide epitel hücreleri, mezenkimal hücreler, nöral kök hücreleri, kordon kanı hücreleri, progenitör kan hücreleri elde edilmiştir.^[12]

Erişkin kök hücrelerin en önemli avantajlarından biri, kişiye özel tedavi uygulanabilmesi ve kök hücrenin hastanın kendisinden toplanabilmesidir. Bu sebeple kök hücre tedavisi istenmeyen immun yanıtlara yol açmaz. Otolog farklılaşmış hücreler açısından sınırsız kaynak oluşturan İPSC’ler doku rejeksiyonu durumunda klinik avantaj sağlarlar.^{[5], [7]}Örneğin spinal müsküler atrofi (SMA) hastalarından üretilen İPSC'lerin laboratuvar koşullarında farklılaşması bu hastalık sırasında görülen motor nöronların gelişimsel kaybını gösterebilen progresif motor nöron kaybını ortaya koymuştur. Bu çalışmalar ile İPSC teknolojisini kullanarak hastalık modellemesinin aslında uygulanabilir olabileceğine dair ipuçları vermektedir.^[13]Bununla birlikte, iPSC'ler, kişiye özgü hastalıkların incelenmesi ve tedavisi için optimum bir otolog hücresel modeli ifade eder. Kişiye özgü yaklaşım, bireylerin hastalık durumlarında birbirinden farklı reaksiyonlar gösterdiği fikri üzerine düşünülmüştür. Bu yaklaşım, kişisel klinik, genetik ve çevresel bilgileri inceleyerek, tıbbi bakımı ve hastalık tespiti, önlenmesi ve tedavisi için sonuçları optimize eder.^[6]

Kök hücreler bulundukları dokulardaki en uzun süre yaşayabilen ve kalıcı hücrelerdir fakat organizmanın yaşlanması ile bu hücreler gittikçe azalır, belli bir mitoz bölünme sonrası yaşlanıp ölürler. Kök hücreler klon oluşturabilirler, bu yetenekleri ile tek bir kök hücreden çok daha fazla sayıda yeni kök hücre oluşturulabilir.^[14]

Kök hücreler üzerinde laboratuvar çalışmaları yapılarak; yeni ilaçların geliştirilmesi, doğumsal kusurlarının nedenlerinin saptaması ve hastalık model sistemler geliştirmesi amaçlanmaktadır. Bununla birlikte kök hücre çalışmaları sayesinde insan vücudunda hücrelerin yenilenme mekanizmaları ve onarım süreçleri aydınlatılmıştır. Temel toksikoloji ve kanser çalışmaları için laboratuvar koşullarında insan hastalık modellerinin geliştirilebileceği görülmüştür.^[15]

Sonuç

Embriyonik kök hücrelerin araştırmaları ülkemizde çeşitli nedenlerden dolayı yasaklanmıştır. Bu durum araştırmacıları farklı alternatiflere götürmüş ve indüklenmiş pluripotent kök hücrelerle araştırmalara devam edilmiştir. Hem etik olup yasaklı olmayan hem de birçok yönden avantajlı olan bu yöntemle araştırmalar yapılmaya devam edilmektedir. İndüklenmiş pluripotent kök hücreler, kişiye özel tedaviler için birincil kaynak olarak görülmektedir. Bu hücrelerin elde edilmesi için farklı birçok yöntem denenmeye devam edilmektedir.