Kök Hücre Kavramı ve Kök Hücre Teknolojisinin Sağlık Alanında Kullanımı

21. yüzyılda rejeneratif tıp (yenileyici tıp) ile ilgili beklentiler arttıkça kişinin kendi kök hücrelerinin kullanımı ile ilgili araştırmalar da artmaktadır. Amerikan Ulusal Sağlık Enstitüsünün verilerine göre gelecek 20 senede erişkin kök hücrelerinin kullanımı tıpta bir dönüm noktası oluşturacaktır. Amerikan Kalp Birliği kalp hastalarında erişkin kök hücrelerinin kullanımını "2003 yılının Yaşam Kurtaran İlk On'u" arasında sınıflandırmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde gıda, ilaç ve sağlık ile ilgili düzenlemeleri koyan ve uygulamaları kontrol eden kurum olan FDA (Food and Drug Administration) kardiyolojik hastalarda kök hücre tedavilerinin uygulanmasına onay vermiş bulunmaktadır.

Amerika'da Güney Kaliforniya'da ilki açılan kişiye yönelik kök hücre saklama bankalarının sayısının hızla artacağı düşünülmektedir. Yapılan araştırmalar kişinin kendi kök hücrelerinin kullanımı ile yapılan kök hücre tedavilerinde maliyet, hastanede kalış süresi azalmakta ve daha da önemlisi doku reddi olmamaktadır.

Genkord Kordon Kanı Bankası kök hücre tedavilerine yönelik ön çalışmalara ve hücre
üretimine yönelik standardizasyona başladığı şu günlerde kök hücre tedavileri ve rejeneratif tıp konusunda bilgilendirici olmayı amaçlamaktadır.

1. Kök hücre nedir?

Kök hücreler, organizmadaki her hücre, doku ve organın kaynağıdır. Başlangıç noktamız olan döllenmiş yumurta ile sonuçta oluşan yapı arasındaki boşluğu doldururlar.Vücudumuzu oluşturan hücrelerin kaynağı olan kök hücreler; biz yaşlanırken bozulan, yorulan, hasarlanan ya da hastalanan dokuları yenilerler. Kök hücreler kendilerini yenileme yeteneğine ve değişen oranda organizmanın bir çok farklı hücresine dönüşebilme özelliğine sahiptirler.

Kök hücre araştırmaları 20 yılı aşkın bir zamandan beri yapılmaktadır. Yapılan araştırmalarda en çok bilgi kan hücrelerinin gelişimi ve fareler üzerinde yapılan çalışmalarla sağlanmıştır. 2000'li yıllar sonrasında ise kök hücre tedavisi yapılan araştırmaların ivme kazanması ile üzerinde en çok tartışılan, konuşulan konulardan biri haline gelmiştir.

2. Kök hücreler nereden elde edilir?

Günümüze dek kök hücre elde etmek için en fazla kullanılan kaynak kemik iliği idi. Kemik iliği kök hücreleri kan sistemindeki hücrelerin öncülleridir ve farklılaşarak kanda dolaşan hücreler haline gelmek için çoğalıp olgunlaşırlar.

Embriyonik kök hücre: Döllenmeyi takiben oluşan "zigot" dediğimiz iki hücreli oluşumdan embriyonik kök hücreler gelişmektedir. Döllenmeden sonra aşağı yukarı 5 gün içerisinde yaklaşık 150 hücreli "blastosit" denen içi boş bir küre meydana gelmektedir. Blastosit küçük kum zerrecikleri gibi hücrelerden ibarettir ve iki tip hücre kapsamaktadır; trofoblast ve merkezde bulunan hücre kümesi. Merkezdeki hücre kümesi bir araya gelerek embriyonik kök hücreyi meydana getirirler. Embriyonik kök hücreler de tüm yetişkin hücre tiplerine dönüşebilirler.

Fetal kök hücre: Potansiyel kök hücre kaynaklarından biri de erken fetal dokudur. Embriyo döllenmeyi takiben yaklaşık 7-8 haftalık iken "fetüs"adını alır. Gelişimin 4-5. haftasında embriyonik germ hücreleri over ve testislerde yumurta ve sperm oluşumunu sağlamaktadır. Embriyonik germ hücrelerinin elde edilmesi ve kültürünün yapılması kavramı ilk kez 1998 yılında ortaya çıkmıştır. İzolasyon ve kültür sonrası bu germ hücrelerinin blastosit hücre kümesi içindeki hücrelerden elde edilen kök hücrelerle aynı özellikleri taşıdığı görülmüştür. Fakat bazı çalışmalarda saptanan kanıtlar embriyonik germ hücrelerinin farklı hücre tiplerine dönüşebilme yeteneklerinin daha sınırlı olabileceğini öne sürmektedir.

Erişkin kök hücre: Erişkin kök hücreler embriyo ve fetüsten alınan hücrelerden farklıdır ve doğumdan sonra insan ya da hayvanlarda gelişen dokularda bulunur. Bununla birlikte bu hücrelerin elde edildiği en uygun yer bazı kemiklerin merkezinde yerleşmiş olan kemik iliğidir. Kemik iliği genelde üst kalça kemiğinin arkasında "krista iliaca" denen kemik bölümünden alınır. Kemik iliğinde; hematopoetik kök hücreler, endotelyal kök hücreler ve mezenkimal kök hücreleri de içeren farklı tipte kök hücreler yer almaktadır. Hematopoetik kök hücrelerin kanı; endotelyal kök hücrelerin vasküler sistemi(arterler ve venler) ve mezenkimal kök hücrelerin kemik, kıkırdak, kas, yağ ve fibroblastları oluşturduğu bilinmektedir. Son zamanlarda kök hücrelerin birbirine dönüşebilme özelliği hakkında, bazı kök hücrelerin gelecekte şu an varolandan daha fazla hücre biçimlendirme özelliğine sahip olabileceği öne sürülmektedir. Bunun anlamı yalnızca kanı şekillendirme özelliği bilinen kemik iliğindeki erişkin kök hücrelerin hasar görmüş karaciğer, böbrek, kalp, akciğer ve diğer organların yenilenmesine de katkı sağlayabileceğidir. Bu alanın son derece heyecan verici olmasına karşın bilim adamlarınca büyük tartışmalara yol açmakta ve kök hücrelerin potansiyelleri ve embriyonik kök hücrelerle karşılaştırılması konusunda dikkatli ve özenli yapılmış çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Kemik iliği ve mezenkimal kök hücreler dışındaki erişkin kök hücre kaynakları şunlardır:

Göbek kordon kanı: Erişkin kök hücreler yeni doğanın göbek kordonu gibi kaynaklardan da sağlanabilmektedir. Göbek kordonu beyin ve kemik iliğindeki benzer erişkin dokulara kıyasla daha kolay ulaşılabilir ve çoğalma potansiyeli daha yüksek bir kök hücre kaynağıdır.

Bebek dişi: Göbek kordon kanından ya da bebek dişinin altındaki etsi yapıdan alınan kök hücreler erişkinlerden elde edilen hücrelerden daha genç kök hücrelerdir. Kültür ortamında birçok erişkin hücreden daha fazla çoğalma yeteneğine sahip olan bu hücreler farklı dokuları meydana getirme özelliğine sahiptirler. Farklı hücre tipleri oluşturmadaki potansiyelleri kapsamlı şekilde araştırılmaktadır.

Yağ hücreleri: Yurt dışında birçok merkezde estetik amaçla yapılan yağ alma operasyonlarında elde edilen materyalden izole edilen kök hücreler de yine kişiye yönelik olarak gerektiğinde kullanılmak üzere saklanmaktadır.

3. Kök hücrelerin potansiyel kullanım alanları nelerdir?

Vücudumuzda çok sayıda bulunan farklılaşmış hücreler ciddi hasar görmüş ya da hastalanmış ise doğal yollarla yenilenemezler. Kök hücreler bu hastalanmış ya da hasar görmüş hücrelerin yerine sağlıklı ve işlevsel hücreler oluşturmak için kullanılırlar. "Hücre tedavisi" olarak adlandırılan hastalıklı hücrenin sağlıklı hücre ile yer değiştirmesi işlemi organ nakline benzer, tek fark bir organ yerine hücrenin nakledilmesidir.

Kök hücreler farklılaşmış hücreler için değişimli ve yenilenebilir bir kaynak olarak çalışabilmektedir. Genel olarak araştırmacılar erişkin, fetal ve embriyonik kök hücrelerin çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılan sinir hücresi, kas hücresi, kan hücresi ve deri hücresi gibi özellikli hücreler için bir kaynak olabilme potansiyelini incelemektedirler.

Örneğin; Parkinson hastalığında kök hücreler dopamin salgılayan özel bir çeşit sinir hücresi oluşturmada kullanılabilirler. Teorik olarak bu sinir hücreleri hastanın beyin iletilerini yeniden düzenleyecek ve fonksiyonunu geri kazandıracak olan yere nakledilerek tedavi sağlanabilecektir.

4. Kök hücre tedavisi uygulamalarında karşılaşılan güçlükler nelerdir?

Öncelikli olarak aşılması gereken engellerden biri çok çeşitli sayıda hücreyi içeren erişkin dokudaki kök hücrelerin tanımlanmasındaki zorluktur. Erişkin dokuda ender sayıda bulunan doğru kök hücre çeşidini saptamak için dikkatli ve özenli bir araştırma gerektirmektedir.

İkinci olarak bu hücrelerin özellikli hücreler halinde farklılaşmasına neden olacak doğru koşulların oluşturulması gerekmektedir. Bu da çok fazla sayıda deneyin yapılması ile mümkündür.

Genel olarak, embriyonik ve fetal kök hücrelerin erişkin kök hücrelerden daha kullanılabilir olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, bilim adamları embriyonik kök hücrelerin özellikli hücrelere farklılaşması için gereken ortamı oluşturmak için çalışmaya devam etmektedirler. Embriyonik kök hücreler çok hızlı çoğalmakla birlikte bilim adamları bunların özellikli hücre olarak tamamen farklılaşması konusunda çok dikkatli olmalıdır. Aksi takdirde kalıcı embriyonik kök hücreler kontrolsüz çoğalabilir ve tümör oluşumuna neden olabilir.

Hücreler, hastanın kendi doku ve organları ile bütünleşmek ve vücudun doğal hücrelerinin ahengini işlevsel tutmayı öğrenmek zorundadır. Örneğin; hasarlı beyne enjekte edilen nöronlar beyin hücrelerinin karışık ağ yapısını ve bağlantılarını gerektiği gibi yeniden düzenlemek zorundadır.

Diğer bir uğraştırıcı konu da "doku reddi" olayıdır. Organ nakli sırasında vücudun bağışıklık sistemi hücreleri nakledilen hücreleri yabancı olarak kabul etmektedir. Bu immun cevabın olması naklin başarısız olmasının yanında hastanın hayatını tehlikeye sokabilir.

5. Bazı Kök Hücre Çeşitleri Diğerlerinden Daha mı Avantajlı?

Kök hücre araştırma alanı bu hücrelerin farklı sonuçlarının çalışmalarını içermektedir. Bazı bilim adamları özel hücre tipleri ve özel doku ve organların nasıl oluştuğunu öğrenmek amacıyla gelişim(oluşum) sürecini daha iyi anlamak için kök hücreleri incelerler. Bazı bilim adamları çeşitli hastalıklara yol açan hücrelerde ne olup bittiğini anlamak için kök hücreleri araştırmaktadırlar. Bu amaçla kök hücre tipleri ile ilgili mevcut çalışmalar değerli bilgiler kazandırmaktadır. Farelerin kullanıldığı çalışmalardan elde edilen bilgiler sonucu farelerin embriyonik kök hücrelerinin erişkin farenin her dokusuna fayda sağladığı anlaşılmaktadır. Bilim adamları şimdi insan embriyonik kök hücre dizisinin doku onarımında başarılı potansiyellerini erişkin kök hücrelerle karşılaştırmaya ihtiyaç duymaktadırlar.

6. Kök Hücre Tedavisi Ne Kadar Yaygındır?

Kök hücrelerde en umut verici konu farklı fonksiyonel erişkin hücre tiplerine dönüşebilme yetenekleri ve çok sayıda hastalığın tedavisinde hücre replasmanı için potansiyel kaynak olarak hizmet vermesidir. Böylece, doku dejenerasyonu olan her hastalık kök hücre tedavisi için (Parkinson ve Alzheimer hastalığı, omur ilik hasarı, felç yanık, kalp hastalığı, Tip 1 diyabet, osteoartrit, romatoid artrit, kas distrofisi ve karaciğer hastalığı) potansiyel aday olabilmektedir.

Buna ek olarak gözden alınan kök hücreler ile yapılan retinal rejenerasyon, hasarlı yada hastalıklı gözlerin olası tedavisinde öncü olabilir ve bir gün körlük tedavi edilebilir. Saç kök hücreleri de alınabilir ve saç hücresi rejenerasyonu ile saç kaybı olan insanlara yardım edilebilir.

Erişkin kök hücre replasmanı, uygun bir donörden kemik iliği nakli, kan kanseri ve diğer kan hastalıkları için kabul edilir ve halen kullanılmakta olan bir tedavi yöntemidir. Bununla birlikte, ciddi toksisite olabilmesi ve uygun donör bulma zorluğu bu yöntemi sınırlandırmaktadır. Bir hastanın kendi kordon kanı ya da kemik iliği hücrelerinde genetik değişiklik yaparak oluşturulan gen tedavisinin yararlı olabileceği düşünülmektedir, ancak şu ana dek çalışmalarda henüz rutin kullanıma yansıtabilecek tedavi aşamasına gelinemese de bu konuda çok sayıda ve ciddi araştırma yapılmaktadır.

Son günlerde erişkin kök hücrelerin kullanımıyla ilgili yeni olasılıklar ortaya çıkmakta, araştırmalar kişinin kendi hücrelerinin kan kadar farklı doku çeşitlerinde (beyin, kas, böbrek, karaciğer, pankreas) özellikli hücre çoğaltılabildiğini ortaya koydukça kendi kök hücrelerimizi vücut dışında çoğaltıp vücuda tekrar geri vererek tedavide kullanabileceğiz.

7. Kök Hücre Tedavisi En Çok Hangi Hastalıklarda Kullanılmaktadır?

Hematopoetik (kan sistemi) kök hücreler, kemik iliğinde bulunan ve tüm kan hücrelerinin öncüsü olan, günümüzde tedavide en çok kullanılan kök hücre tipidir. Doktorlar 40 yıldan daha uzun bir zamandan beri tedavi amaçlı hematopoetik kök hücre nakletmişlerdir. Hematopoetik kök hücre toplama yada saklama için kullanılan ilerlemiş teknoloji şimdi lösemi, lenfoma ve çok sayıda kan hastalığının tedavisinde rutin olarak kullanılmaktadır.

Henüz sınırlı sayıda hastaya uygulanmış olsa da, kök hücrelerin klinik potansiyeli başka hastalıkların (diyabet ve böbrek kanserini de içeren) tedavisinde de kanıtlanmıştır. Kök hücrelerin karaciğer hastalığı, koroner hastalıklar, otoimmün ve metabolik hastalıklar, kronik enflamatuar hastalıklar (amiloidoz vb.) ve diğer ilerlemiş kanser türlerinin tedavisindeki iyileştirici etkisi için yeni klinik uygulamalarla ilgili araştırmalar yapılmaktadır.

8. Kök Hücreler Laboratuar Ortamında Üretebilir mi?

Kök hücreler genellikle vücut ısısına (37oC) uygun, yüksek nemli inkübatörlerde kültür kaplarında üretilebilirler. Çok farklı sayıda kök hücre olduğu için her hücre tipine uyan farklı kültür ortamı koşulları vardır. Bilim adamları için önemli olan kültür ortamında hücrelerin farklılaşmadan çoğaltılabilmesi ve gerektiğinde hücrelerin yönlendirilebilmesidir.

Kordon kanı, kemik iliği veya kemik iliğinin uyarılması sonucu çevre kanına çıkan kan kök hücreleri de özellikli kültür ortamlarında çoğaltılırlar, bu kök hücreler hızla çoğalıp farklılaşabildikleri için kültür ortamı koşullarının iyi bilinmesi gereklidir.

Mezenkimal kök hücre adı verilen hücreler kültür ortamında yapışarak çoğalan ve daha geç farklılaşmaya gidebilen hücreler oldukları için bu hücrelerin tedavi amaçlı kullanımı konusunda da bir çok çalışma yapılmaktadır.

9. Kordon Kanı Veya Kök Hücreler Bir Bankada Saklanılabilir mi?

İnsan kordon kanı, nöral kök hücreler ve insan embriyonik kök hücre bankaları çeşitli ülkelerde kurulmuştur ve sayıları hızla artmaktadır. Kordon kanı tıpkı kemik iliği gibi kök hücre naklinde genetik ve kazanılmış hastalıkların tedavisinde hematopoetik kök hücre kaynağı olarak saklanmaktadır.

Düşük yapılmış fetüsten elde edilen nöral kök hücreleri beynin spesifik hastalıklarının potansiyel tedavisi için bankalarda saklanmaktadır. Embriyonik kök hücre bankaları da kısıtlı sayıda da olsa devlet kontrolünde embriyonik hücre saklamaktadırlar.

Kök hücre bankacılığında kök hücre saklama aşamasına gelmeden önce, örnek ile ilgili kalite kontrol prosedürlerinin sağlanması: kromozomal anomali, kök hücrelerin dondurulma-çözülme aşamasındaki yetenekleri, hastanın kök hücrelerine ihtiyacı halinde immün reaksiyonu, kök hücrelerde hastalığa neden olabilecek virüslerin bulunması, gerektiğinde gereken erişkin kök hücreleri üretme/oluşturma yetenekleri ve kök hücre sayısının yarar sağlayacak miktarda çoğaltma yeteneklerinin olup olmadığının araştırılması gereklidir .

10. Rejeneratif Tıp (Yenileyici Tıp) Ne Demektir?

Rejeneratif tıpta amaç; yaşlanma, hastalık veya travmaya bağlı zarar görmüş doku ve organların işlevselliğinin onarılması ya da iyileştirilebilmesidir. Bu tanım aşılama gibi koruyucu hekimlik olgularının dışındaki bir çok sağaltım yöntemini de içermektedir.

Günümüzde rejeneratif tıp tanımı ise doku ya da organların işlevselliğini geri kazandırma amacı ile kullanılan kök hücre araştırmaları ve tedavilerini tanımlamak için kullanılır. Bu tedavi iki şekilde yapılabilir: Laboratuarda kök hücrelerden özelleşmiş hücreler elde edilebilir, ya da ilaç verilerek dokularda bulunan kök hücreler aktive edilir ve daha hızlı ve verimli onarım yapılması sağlanır.

Kök hücrelerin tıpta pratikte kullanımında standartları ve uygulama koşulları en oturmuş kemik iliği transplantasyonudur. Diğer kök hücrelerinin tedavi için kullanılmasının gelişme sürecindedir ama deneysel çalışmalar sonuçların umut verici olduğunu göstermektedir.