Kişiselleştirilmiş Tıp Yolunda Büyük Adımlar

Kök hücreler, önceki yazımızda da bahsettiğimiz gibi bir görevi yapmak üzere özelleşmemiş, çeşitli doku ve hücre tiplerine bölünüp farklılaşma kapasitesi olan olgunlaşmamış hücrelerdir. Yüksek farklılaşma kapasitesi nedeniyle biyoloji araştırmalarının ve yenileyici tıp çalışmalarının gözdesi haline gelen kök hücreler, farklılaşma yeneteneklerine göre sırasıyla “totipotent”, “pluripotent”, “multipotent” ve “unipotent” olarak isimlendirilir. Totipotent hücreler tüm organizmayı oluşturma kapasitesine sahipken unipotent hücreler tek bir hücre tipini elde etme potansiyeline sahiptir. Vücudumuzdaki hücrelerin oluşumuna sebep olmuş olan kök hücreler farklılaştıktan sonra farklı tipte hücreler üretme kapasitelerini kaybederler. Bu nedenle kişiselleştirilmiş tıp çalışmalarında, tüp bebek merkezlerinde kullanılmayan insan embriyolarından alınan pluripotent özelliğe sahip embriyonik kök hücreler ön planda tutuluyordu.

Hangi tür kök hücrelerin kullanımı daha avantajlı?

İlk defa 1998 yılında insanda embriyonun ilk aşamalarında hücre alınmasıyla elde edilen embriyonik kök hücrelerin üretilmesi, kök hücre araştırmalarında köşe taşlarından biridir. Bu hücreler insan embriyo gelişiminin araştırılmasında, ilaç keşiflerinde ve yenileyici tıp çalışmalarında kullanılıp önemli bulgular elde edebilmeye olanak sağlama potansiyelinde. Ancak hem etik sorunlar, hem de hastanın kendisinden alınmış hücrelerin vücuda nakledildiğinde bağışıklık sistemi tarafından daha az reddedilme riski taşıması nedeniyle şeker, kalp ve Parkinson gibi doku hasarının neden olduğu hastalıklarda kayıp dokuyu yenilemek için hastadan alınan kök hücrelerin kullanılması daha fazla avantaj sağlamaktadır.

Hücreleri yönlendirebilir miyiz?

Somatik kök hücreler olarak da bilinen hastanın kendisi kaynaklı erişkin kök hücreler embriyonik kök hücrelere göre daha kısıtlı farklılaşma yeteneğine sahiptir. Ancak tedavi yöntemlerinin sağlanmasında farklılaşma yeteneği kritik önem taşıdığından farklılaşmış erişkin kök hücreleri embriyonik kök hücre durumuna getirmenin yolları araştırıldı. Farklılaşmış vücut hücrelerinin epigenetik durumunu farklı hücre tiplerinin oluşumunu sağlayacak pluripotent duruma getirebilmek için yapılan çalışmalar yarım asırı aşkın süredir kişiselleştirilmiş tıbbın gelişimi için umut vaad ediyor. 2006 yılında “indüklenmiş pluripotent kök hücre”lerin keşfiyle kişiselleştirilmiş tıp çalışmalarında etkili ve önemli bir adım atılmış oldu.

Klonlama çalışmaları

Hücresel programlanmanın geri dönüştürülebilir olduğunu gösteren ilk çalışmalar yarım asırdan öncesine dayanıyor. 1952’de kurbağalar üzerinde yürütülmüş olan klonlama deneyleri ilk defa 1997’de memeliler üzerinde gerçekleştirilebildi ve dünyaca ünlü koyun olan Dolly dünyaya geldi.

Dolly, çekirdeği çıkarılmış bir yumurta hücresine yetişkin bir koyundan alınan vücut hücresinin çekirdeğinin transfer edilmesi ve elde edilen bu yumurtanın bir dişi koyuna yerleştirilmesiyle oluşturuldu. Bu deneyle farklılaşmış memeli hücrelerinin genomunun tüm organizmayı oluşturabilme kapasitesine sahip olan totipotent durumda kaldığı ve bir vücut hücresinin embriyonik duruma döndürülebileceği gösterilmiş oldu. Bu yöntem, insanda uygulanmayla ilgili sorunlardan dolayı kök hücre eldesinde kullanılmıyor.

Kök hücreler nasıl yönlendiriliyor?

Günümüzde kök hücre çalışmalarında en çok umut vaad eden hücre tipi, “indüklenmiş pluripotent kök hücreler”dir. 2006 yılında, Yamanaka ve arkadaşları, klonlama yönteminden bağımsız olarak erişkin tipteki kök hücreleri embriyonik kök hücre durumuna getirmenin bir yolunu bulduklarını açıkladılar. Fare fibroblast hücrelerine transkripsiyon faktörü olan dört proteinin (Oct4, Sox2, Klf4, c-myc) ifadesi artırıldığında bu hücrelerin embriyonik kök hücre gibi davrandığını tespit ettiler. Elde edilen bu indüklenmiş pluripotent hücreler, embriyonik kök hücrelerinin karakteristik özelliklerine sahipti. Aynı ekip bu uygulamanın insan hücrelerinde de uygulanabileceğini gösterdi ve embriyonik kök hücre gibi davranan hücreleri elde etmenin devrimsel bir yolu keşfedilmiş oldu. Yamanaka’nın ardından bu yöntemi geliştirmek için yapılan çalışmalar devam ediyor.

Önceden sanıldığının aksine kanser riskini artırmadığı gösterilmesine rağmen güvenilir olduğu henüz kanıtlanamadığı için “indüklenmiş pluripotent kök hücre” teknolojisinin insanlar üzerinde tedavi amaçlı kullanımı risk taşımaktadır. Ancak hastalıklarının mekanizmasının daha iyi anlaşılması için modelleme yapmada vazgeçilmez bir öneme sahip. Verimini artıracak çalışmaların da hız kazanmasıyla yakın gelecekte bu teknolojinin kullanımıyla ilgili sorunlar çözüldüğünde erişkin kök hücrelerin yönlendirilmesiyle elde edilmiş “indüklenmiş pluripotent kök hücreler” kişiselleştirilmiş tıbbın vazgeçilmezi olup birçok hastalığa tedavi şansı sağlayacaktır.

Lanza, R., Gearhart, J., Hogan, B., Melton, D., Pedersen, R., Thomas, E. D., … & West, M. (Eds.). (2009). Essentials of stem cell biology. Elsevier.