Kordon Kanı Kök Hücreleri ve Klinikte Kullanımı

Hücresel tedavinin amacı, hasar gören bir hücre/doku veya organın biyolojik işlevini yerine koymak, tamir etmek veya genişletmektir. Bir hedef organa, o organın işlevlerini eski haline getirmeye yetecek sayıda ve kalitede izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiş olan hücrelerin nakledilmesi ile bu amaca ulaşılabilir.

Yenileyici veya tamir edici tıp olarak da adlandırılan bu alanda kök hücreleri oldukça önemli kullanılma potansiyeli göstermektedir. Normalde kendileri çoğalamayan kan, kas veya sinir hücrelerinden farklı olarak, kök hücreleri çok sayıda bölünebilir ve çoğalabilirler. Laboratuvar şartlarında aylar boyunca çoğalabilen kök hücre populasyonunda milyonlarca hücre ortaya çıkabilir. Bu hücrelerin uygun ortamda depolanması sonucunda da gerektiği zaman gerektiği kadar hücre çıkarılarak çoğaltılması ve farklılaşması sağlanabilir. Kök hücre kaynakları embriyonik olabileceği gibi, erişkinden elde edilebilecek olan, kemik iliği, periferik kan, göbek kordon kanı kök hücreleri ile birlikte organlarda yerleşik olarak bulunan kök hücreler sayılabilir.

Genel olarak 3 tür kök hücre vardır; totipoent, multipotent ve pluripotent kök hücreler. Totipotent hücreler, vücuttaki tüm hücrelere dönüşebilecek potansiyele sahip ilk embriyonel hücrelerdir. Sınırsız farklılaşma ve farklı yönlere gidebilme özelliğinde olan kök hücrelerdir. Bu hücreler, embriyonik ve embriyo dışı yapıları oluşturabilme yeteneğindedirler. 4 hücreden 8 hücreye kadar ki tüm blastomerler örnek olarak verilebilir. Totipotent hücreler gelişmenin ileri evrelerinde pluripotent hücrelere dönüşebilirler. Pluripotent hücreler totipotent hücreler gibi vücudun bütün hücrelerine dönüşmezler. Pluripotent bir hücre vücudun birçok hücresine dönüşebilecek yetenektedir. Pluripotent hücreler embriyonun blastokist evresinden itibaren ve fetusta bulunabilen hücrelerdir. Multipotent hücreler gelişmenin daha ileri evresine ait hücrelerdir ve özelleşmiş hücre tiplerine farklıklaşabilirler. Örneğin, multipotent bir kan hücresi diğer özelleşmiş kan hücrelerine dönüşebilme kabiliyetine sahiptir. Multipotent hücreler ise kordon kanı ve yetişkin kök hücrelerdir. Birçok farklı kaynaktan kök hücre elde etmek mümkün olmakla birlikte, günümüzde tedavi amaçlı hücresel tedavilerde kullanılmakta ve/veya kullanılması düşünülen ve üzerinde en çalışılan kaynaklar embriyonik kök hücreler ve hematopoietik kök hücre ve mezenkimal kök hücreleri içeren kemik iliği kök hücreleridir.

Erişkin kök hücresi

Farklılaşmış bir dokuda ayrışmamış halde bulunan ve kendini yenileyip köken aldığı organın spesifik hücresine dönüşebilen hücrelerdir. Erişkin kök hücreleri vücutta birçok doku ve organda bulunurlar ve bulundukları bölgedeki hücrelerin hasar görmesi durumunda çoğalarak hasarlı kısmın onarılmasını sağlarlar. Yakın zamanda deney hayvanları ile gerçekleştirilen çalışmalarda, bulundukları ortama göre daha farklı hücrelere de dönüşebildikleri gösterilmiş olsa da, dönüşebildikleri hücre tipleri sinirlidir. Erişkin bir kök hücrenin bir dokudan diğerine dönüşme özelliğine ise plastisite denir. Örneğin kemik iliğinden elde edilmiş kök hücreler deneysel şartlarda nöronlara ve beyinde bulunan diğer hücrelere dönüşebilirler. Doğru çevresel şartlar sağlandığında erişkin kök hücrelerin genetik olarak yeniden programlanarak diğer dokuların karakteristik özelliğini taşıdığını gösteren kanıtlar mevcuttur. Erişkin bir kök hücresi, bir doku veya organdaki farklılaşmış hücreler arasında bulunan farklılaşmamış hücre olup, bu hücre kendisini yenileyebilir ve içinde bulunduğu doku veya organın özelleşmiş hücre tiplerine farklılaşabilir. Erişkin kök hücrelerinin yasayan organizmadaki esas görevleri, bulundukları dokuyu tamir etmek ve dokunun devamlılığını sağlamaktır. Erişkin kök hücresi yerine “somatik kök hücresi” terimide kullanılmaktadır. Bir organizma olgunlaşırken, kök ve öncül hücrelerin sayısı azalır. Dolayısıyla, erişkinlerdeki dokular az sayıda kök ve öncül hücre içermektedir ve bu hücreler farklı anatomik yerleşimlerle sınırlıdırlar. Olgun bir dokudaki hücrelerin çoğu, kendi bulundukları çevreye uyum sağlamış, belirli fenotipik özellikleri olan farklılaşmış hücrelerdir. Dolayısıyla, bir organın yenilenme kapasitesi, yaşla birlikte ve etkin bir şekilde bölünebilen kök ve öncül hücrelerin sayısıyla orantılı olarak azalır. Bu sınırlamalarla birlikte vücut, dokuların yerine konulması ve yenilenmesi için iki büyük strateji geliştirmiştir. Birinci yolda, farklılaşmış ve işlev gören hücrelerdeki çoğalma kapasitesi söz konusudur. Hasar sonrası, o bölgede hücre kaybının sınırlı bir şekilde yerine konmasını yönlendirmeye yetecek düzeyde mitojenlerin salındığı ve böylece hücre bölünmesinin uyarıldığı karaciğer, iskelet kası ve damar endotel hücreleri bu gruba girmektedir. Kemik iliği kök hücreler, periferik kan kök hücreler, göbek kordon kanı kök hücreleri, stromal (mezenkimal) kök hücreler, organlarda yerleşik diğer erişkin kök hücreleri erişkin kök hücrelerine örnek olarak verilebilir.

Hematopoietik Kök Hücreler

Pek çok hastalığın günün birinde kök hücre tedavisiyle iyileştirilebileceğine yönelik beklentiler, kemik iliği nakillerinin lösemi, kalıtsal kan hastalıkları ve bağışıklık sistemini ilgilendiren hastalıklarda ortalama yaşam suresini uzatmasına ilişkin tarihi başarıya dayanmaktadır. Yaklaşık kırk yıl önce, elde edilen bütün başarılı sonuçlardan sorumlu birincil hücre tipi, hematopoietik kök hücresi olarak tanımlandı. Hematopoietik kök hücrelerinin kemik iliğinde sürekli olarak kendilerini yenileyebilme ve kanda bulunan hücre türlerine farklılaşabilme yetenekleri, bunları temel erişkin kök hücresi sınıfına sokmaktadır. Kemik iliği stromal hücreleri denilen ikinci bir grup, bundan birkaç sene sonra keşfedildi. Kemik iliği kökenli stromal hücreler önceleri hematopoezi indüklemek amaçlı kullanılırken, sonraları osteositlere, kondrositlere, tendinositlere, yağ dokusu hücrelerine ve düz kas hücrelerine dönüşebildikleri gösterildi. Hematopoietik kök hücreleri, erişkin insanlardan izole edilebilen az sayıdaki kök hücrelerden biridir. Esas itibariyle, kemik iliğinde yerleşik olan hematopoietik kök hücreleri normalde fetüsün karaciğerinde, dalağında, göbek kordonunda, plasentada ve erişkin periferik kanında bulunurlar.

Kemik İliği Kök Hücreleri

Önceleri başta lösemiler olmak üzere çeşitli hastalık durumlarında kan sistemini tekrar elde etmek amacıyla kullanılmıştır. Bugün ise, lösemiler dışında solid organ tümörlerinde, doğumsal genetik hastalıklarda ve bazı edinsel kan hastalıklarının tedavisinde kullanılmaktadır.

Periferik Kan Kök Hücreleri

Hematopoietik sistemin yeniden kurulmasına ilişkin, kemik iliği kök hücrelerinin klinikte alternatifi olarak son 10 – 20 yıldır periferik kan kök hücreleri de kullanıma girmiştir. İlk başarılı periferik kan kök hücre nakli, 1985’te kronik miyeloid lösemili bir hastada yapılmıştır. Özellikle, lenfomalarda, bazı solit tümörlerde, multiple myelomda ve lösemilerde önemli bir tedavi yöntemi olmuştur. Düşük tümör hücresi kontaminasyon riski, genel anestezi riskinin olmaması, girişimsel bir işlem gerektirmemesi, poliklinik şartlarında uygulanabilmesi, hızlı engrafman (yerleşim), yineleyen ototransplantasyonların mümkün olması, hastanede yatış süresinin az olması, daha ucuz ve konforlu olmasıdır. Hematopoietik sistemin yeniden kurulmasına ilişkin olarak kemik iliği kok hücrelerinin klinikte kullanıma girmesinden sonra geçtiğimiz 10-20 yıl suresince, nakil için hematopoietik hücrelerin toplanmasında ve temininde bazı ilerlemeler sağlanmıştır. Özellikle, aferez (hücre ayrıştırma) tekniklerinde oluşan gelişmeler ve hematopoietik büyüme faktörlerinin mobilizasyon tekniklerine girmesiyle periferal kandaki kok hücrelerinin oranını arttırmak ve yeterli sayıda kok hücre toplamak mümkün olmuştur. Dolayısıyla, klinik nakilde kullanılan insan hematopoietik hücrelerin birincil kaynakları arasına periferal kan kök hücreleri de girmiştir. İlk başarılı transplantasyonu 1985’te kronik miyeloit lösemili bir hastada yapılmıştır.

Göbek Kordonu Kök Hücreleri

Göbek kordon kanı önemli bir kök hücre kaynağıdır ve kök hücre kaynağı olarak dünyada 1988 yılından beri kullanılmaktadır. Bu hücreler değişik hücrelere farklılaşabilir ve çoğalabilir. Göbek kordon kanı kök hücre kaynağı olarak kemik iliğine göre daha güçlü bir alternatiftir. Kordon kanının içerdiği kök hücrelerin yeterliliği ve alıcıda oluşturabileceği yan etkilerin göreceli olarak azlığı yanında kolay elde edilmesi gibi bir başka üstünlüğü daha bulunmaktadır. Sağladığı bu üstünlükler doğrultusunda göbek kordon kanı toplanması, bankacılığı ve bu hücrelerin tedavide kullanımı bütün dünyada yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. 1988′den günümüze kadar çeşitli hastalıklar nedeniyle yaklaşık 2500 hastada kullanılmıştır. Az sayıda kök hücre içermesi nedeniyle yetişkinlerde çocuklardaki kadar yaygın kullanımı yoktur. Kordon kanı umblikal venden veya doğumdan hemen sonra ayrılmış plasentadan toplanır. Kök hücreler ayrıştırılır. Hematopoietik kök hücre yüzey belirteci CD34 tür. -196 derecede sıvı nitrojende uygun teknikler kullanılarak dondurulur ve dondurulan hücreler daha sonra gerek duyulduğunda çözülerek tedavide kullanılır. Bu işlemler için, 30-60 ml. kordon kanı alınması yeterlidir.

Stromal (Mezenkimal) Kök Hücreler

Kemik iliğinin hematopoietik kök hücrelerine ek olarak mezenkimal kök hücreleride içerdiği gösterilmiştir. Fibroblast benzeri morfolojiye sahip, koloni olarak çoğalan, kemik veya kartilaja benzeyen hücrelere farklılaşma yeteneği olan hücrelerdir. Koloni oluşturan hücreler ilk olarak colony forming unit fibroblastlar (CFU-F) olarak tanımlanmıştır. Bu hücreler daha sonra kendini yenileme ve mezenkimal hücre serilerine in-vivo ve in-vitro farklılaşma yeteneklerine dayanılarak mezenkimal kök hücreleri veya ilik stromal hücreleri olarak terminolojiye girmiştir. Kemik iliği stroması; farklı serilerdeki hücreler ile fibroblast, adiposit ve osteogenik hücreler gibi farklılaşmanın çeşitli düzeylerindeki progenitor hücreleri içerir. Kemik iliğinden mezenkimal kök hücrelerinin izolasyonu sırasında öncelikle gradient santrifuju kullanılarak mononükleer hücreler elde edilir ve kültüre edilir. Yapışmayan hücrelerin uzaklaştırılmasından sonra kültür kabına yapışan hücreler pasajlama yöntemi ile çoğaltılır. İnsan mezenkimal kök hücreleri; CD105, SH3, Stro-1 ve CD13’ü eksprese ederler. Ama hematopoietik kök hücre yüzey belirteçleri olan CD45, CD34, CD14 ve CD11b negatiftir.Mezenkimal kök hücreleri; adiposit, kondroblast, fibroblast, osteoblast, miyoblast, nöronlara ve hepatositlere farklılaşabilirler.

Organlarda Yerleşik Diğer Erişkin Kök Hücreleri

Nöronal Kök Hücreler, erişkinlerde, lateral ventrikülün subventriküler tabakasında, hipokampal formasyonun subgranüler tabakasında ve spinal kordda bulunurlar. Bu hücrelerde; hücre yüzey belirteci olarak CD133, yapısal protein olarak intermediate filament molekülü olan Nestin veya RNA bağlayıcı protein olan Musashi tanımlanmıştır.

Plasenta Kaynaklı Kök Hücreler, pluripotent embriyonik kök hücre karakterinde olup multipotent kök hücrelerdir. Bu hücreler kök hücre belirteçleri olan; c-kit, Thy-1, Oct-4, SOX2, hTERT, SSEA1, SSEA3, SSEA4, TRA1-60 ve TRA1-81’i eksprese ederler. Bu hücreler mezenkimal kök hücrelerine benzerler ve indüklendiklerinde pankreas hücrelerine, hepatositlere, damar endotel hücrelerine ve nöronlara benzeyen hücrelere farklılaşabilirler. Bu nedenle plasentadan farklılaşan kök hücreler terapötik ve toksikolojik uygulamalarda kullanılabilirler. Kullanımları çok yaygın değildir.

Karaciğer kökenli kök hücreler, hepatoblastlar embriyonik gelişim sırasında iki hepatik epitelyal hücre serisini; hepatositleri ve bilier hücreleri oluştururlar. Bilier epitelyal hücreler hepatoblastlara yakınlığından dolayı iki serinin belirteçlerinide eksprese eder. Albumin ve AFP hepatosit belirteçleri olarak ve sitokeratin 7 ve 19 safra kanalı epiteli belirteçleri olarak eksprese edilir. Hering kanalı hücreleri kök hücre özelliğindedirler. Bu hücreler oval hücreler olup, fötal hepatosit ve bilier hücrelere farklılaşabilirler. O nedenle bu hücrelere bipotensiyel progenitör hücreler adı verilir. Tam olarak bilinmeyen ama bilier kanal epitelinden köken aldığına inanılan karaciğer epitel hücreleri kültüre edildiğinde kardiyak miyoblastlara ve diğer dokulara transplante edildiklerinde diğer hücre tiplerine farklılaşabilirler. Fakat hepatosit progenitör hücrelerin kültürü sırasında en önemli problem non-hepatosit hücrelerin farklılaşan hücreler arasında yer almasıdır. Oval hücrelerin hepatosit veya bilier hücrelerin progenitörü olarak kültürü sırasında; Hepatositler koloni oluştururlar. Oval hücreler AFP ve sitokeratin pozitiftir. WB-F344 sıçan karaciğerinden elde edilen epitel hücreleridir. LE2 ve LE6 da karsinojen treated sıçan oval hücreleridir. WB-F344 ve onkojen tretaed oval hücrelerin kimyasal olarak aktivasyonu sonucunda hem hepatoblastoma hemde biliar karsinoma hücrelerinin geliştiği gözlenmiştir. WB-F344 karaciğer epitel hücreleri, kalbe implante edildiklerinde kardiyak miyoblastlara, prostatta prostat glandüler hücrelerine, kemik iliğinde ise hematopoietik hücrelere farklılaşabildikleri gösterilmiştir. Oval hücreler; genellikle hematopoietik serilerle ilişkili antikorlara, Thy-1, CD34, CKit gibi, karşı immünreaktiftirler. Karaciğer epitel hücreleri deriden farklılaşan multipotent kök hücrelere benzerlik gösterdiği ve glia, nöron, düz kas hücresi ve yağ hücrelerine farklılaşabildikleri gösterilmiştir.

Epidermal kök hücreler, normalde in vivo ortamda yavaş bir siklusa sahip, kendi kendini yenileyebilen ve uzun süre dokuda kalabilen, yara iyileşmesi sırasında aktive olan veya in vitro ortamda yüksek oranda proliferasyon gösteren, epidermis, saç folikülleri ve yağ bezlerine farklılaşabilen hücrelerdir. Multipotenttirler, kıl folikülünün bulge bölgesinde birkaç yüzey epidermal hücreler ile birlikte lokalizedirler. Farede bulge bölgesi, kıl follikülündeki tüm epitelyal hücre tiplerini içerir. O nedenle insan, fare veya sıçan epidermal kök hücreleri ile çalışılır iken, bunlara dikkat edilmesi gerekir. Epidermal kök hücreleri hem in vivo hem de in vitro ortamda integrin β1eksprese ederler. Bununla beraber, integrin a6, transferrin reseptörü CD71, sitokeratin K15 ve K19 eksprese ederler. Fakat bu hücreler CD34 negatiftir.

Fetal Kök Hücreler, spontan olarak sonlanmış ya da ebeveynlerin izni ile ilgili hekimlerce yasal ve sistemli olarak sonlandırılmış olan gebeliklerin sonucu fötüslerden elde edilir. Fötüslerden elde edilen kök hücreler oldukça sınırlıdır. Bu hücreler, nöral kök hücrelere, hematopoietik kök hücrelerine ve pankreas adacık öncül hücrelerine farklılaşabilirler. Kök hücreler, spontan olarak sonlanmış ya da ebeveynlerin izni ile ilgili hekimlerce yasal ve

sistemli olarak sonlandırılmış olan gebeliklerin sonucu fetüslerden elde edilebilmektedir.

Fetüslerden elde edilen kök hücreler oldukça sınırlıdır; nöral kök hücreler (nöral krista

hücreleri), hematopoietik kök hücreler, kardiyomiyositler ve pankreas adacık öncül hücreleri. Fetüsün beyninde çok sayıda bulunan nöral kök hücrelerinin izole edilerek kültür ortamında farklılaşmamış olarak çoğalmaları sağlanabilir ve bu hücrelerin, üç temel tipteki beyin hücrelerine farklılaştıkları gösterilmiştir. Bu hücreler Parkinson hastalığının kemirici modellerinde kullanılmıştır.

Kadavradan Elde Edilen Kök Hücreler, fibroblast, kemik iliği kök hücreleri, korneal epitelyal kök hücreler, nöral kök hücrelerdir. Yine hücrenin özelliğine göre kültüre edilerek farklı hücreler elde edilebilir.

Embriyonik Kök Hücreler,

Postimplantasyon Dönemi

blastokistin iç hücre kitlesinden elde edilir. Uygun kültür ortamı sağlandığında bu hücreler farklılaşmadan çoğaldıkları gibi, ortamın değiştirilmesi ile bu hücrelerin farklılaşması da sağlanabilir. Embriyonik kök hücrelerin bu hücrelere farklılaşabilme özelliklerinden yararlanılarak doku hasarında daha hızlı iyileşmenin sağlanması veya sinir hücresi gibi hasarlandıktan sonra yerine konması mümkün olmayan hücrelere farklılaştırılarak yara tamirlerinde kullanılması son yıllardaki en önemli araştırma konularındandır. Embriyonun ilk hücresel farklılaşması morulayı oluşturan hücrelerin blastokist hücrelerine farklılaşmasıdır. Morulanın dış tarafında bulunan hücreler sıvı transportunu sağlayan ve blastoselin oluşmasında rol oynayan trofoblast epitel hücrelerine farklılanır. İçte bulunan morula hücreleri ise blastokistin iç hücre kitlesini oluşturur. İç hücre kitlesini oluşturan hücreler pulipotent kök hücreler olup embriyoyu oluşturacak olan tüm dokuların esas kaynağıdır. İç hücre kitlesini oluşturan hücreler onların esas kaynağı olan totipotent morula hücreleri gibi artık totipotent değildirler, çünkü morula hücreleri embriyo dışı oluşumları oluşturacak olan hücrelerden farklılanır.

Kök Hücrelerin Klinikte Kullanımı

Kök hücre, bölünebilme ve kendini yenileyebilme yeteneği olan, özelleşmemiş, farklılaşabilen, hasar gören bir dokuya nakledildiğinde dokuyu işlevsel olarak çoğaltabilen, in vivo ortamda doku hasarının olmadığı durumlarda bile hücrelerin farklılaşmalarını sağlayabilen hücredir. Kök hücreler vücudumuzda bütün dokuları ve organları oluşturan ana hücrelerdir. Bu özellikleri bakımından kök hücreler kanser, sinir sistemi hastalıkları (Alzheimer) ve hasarları, metabolik hastalıklar (diabet), organ yetmezlikleri, romatizmal hastalıklar, kalp hastalıkları, kemik hastalıkları ve daha birçok alanda kullanıma sahiptirler. Günümüzde bu hastalıkların bazılarının tedavisinde organ veya doku nakilleri yapılmaktadır. Ancak, organ veya doku nakli gerektiren hastaların çokluğu, uygun organ ve dokunun her zaman bulunamaması gibi sorunlarla sürekli karşılaşılmaktadır. Bilim ve teknolojideki son gelişmeler doğrultusunda kök hücrelerin bu alanda kullanılması gündeme gelmiştir.

Günümüzde organ ve doku nakillerinde verici ile alıcı seçiminde doku grubu antijenlerinin moleküler yöntemle saptanabilmesine rağmen doku reddi uygulamalarda önemli bir sorun olarak devam etmektedir. Embriyolardan elde edilen kök hücrelere, hastanın hücrelerinden çekirdek nakli yapılacak olursa, gelişecek hücreler her yönden hastanın kendi hücrelerine benzerlik göstereceği için doku uyuşmazlığı sorunu olmayacaktır. tedavi amaçlı bir klonlama yöntemi olan bu yaklaşımda, kök hücresi alıcı bireyin somatik hücresinin çekirdeği tarafından genetik olarak programlanmış olacak ve bu hücrelerden gelişen dokular alıcı tarafından reddedilmeyecektir. kalp krizi (Miyokard İnfaktüsü) sonrasında koroner arter dallarının tıkanması sonucu kalp kasının zedelenmesi bölgesel kalp işlevlerinde önemli kayıplara yol açmaktadır. Embriyonik kök hücrelerinin hasarlı bölgeye aktarılması ve kalp kası hücrelerine dönüşecek biçimde farklılaşmasıyla, kalbin yeniden normal işlevlerini yerine getirmesinin sağlanabilmesi düşünülmektedir. Şeker hastalığı (Diabet) pankreasın insülin-yapıcı hücrelerinin implantasyonu ile alınan başarılı sonuçlara rağmen, bazı riskler nedeniyle bu yaklaşım modelinin henüz insanlarda kullanımı yaygınlaşmamıştır. Kemik ve kıkırdak hastalıklarında ise kıkırdak zedelenmesiyle ortaya çıkan osteoartrit gibi hasar yapıcı eklem hastalıklarında embriyonik kök hücrelerinden elde edilecek “yeni” kıkırdak hücrelerinin bölgeye konulmasıyla; ameliyat veya travma sonucu zedelenen veya yok olan kemik dokusunun kök hücre ile tedavisi ile bu hastalıkların tedavisi sağlanabilecektir.

Geçmiş içeriklerimizi inceleyebilirsiniz:

Kadınlarda Adet Dönemi Sorunları