İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre ile Birçok Hastalık Tedavi Edilebilecek

Herşey 2006’da Kyoto Üniversitesindeki araştırmacı Shinya Yamanaka'nın laboratuarında yaratılmış (indüklenmiş) pluripotent kök hücreleri (İPKH’ler) keşfetmesi ile başladı. Bu keşifle birlikte tıp araştırmacılarına yepyeni bir fırsat dünyasının kapıları aralanmış oldu. Beş yıl boyunca en sonunda mikroskopik kümelerde embyronik benzeri kök hücreleri hayata geçirdi.

Bundan iki hafta önceye kadar,indüklenmiş pluripotent kök hücreler, bilindiği gibi, yetişkin farelerden alınan düzenli cilt hücreleriydi. Yamanaka ve ekibi, dikkatli bir şekilde seçilmiş 24 genin girmesini amaçlayan bir virüs ile onları hasat ederek ve enfekte ederek, bu hücreleri cilt hücrelerine, sinir hücrelerine çeşitlendirme yeteneği ile erken gelişim dönemlerine geri döndürerek etkin bir şekilde zamanı geri kazanabildiler.

Embriyolardan ziyade yetişkin hücrelerden toplanan kök hücreler, sadece daha az tartışmalı olmakla kalmayacak, aynı zamanda, bir hastanın kendi hücrelerinden oluşturulabildiklerinden, bağışıklık sisteminin daha düşük reddetme riskleri de dahil olmak üzere bazı pratik faydalar vaat edecek.

Peki nedir bu İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre?

İnsan embriyonik kök hücreleri embriyonun blastosist aşamasındaki iç hücre kitlesinden elde edilir. Kendi kendilerini sınırsız yenileyebilme özelliklerinin yanında pluripotent olmaları, yani üç farklı embriyonik tabakadan köken alan hücre tiplerine farklılaşabilme potansiyelleri ile hücre tedavisine yönelik büyük umut vaat etmektedirler.

Ancak derivasyonlarındaki etik ve yasal problemler nedeniyle, pluripotent özelliklerinin tedavi amaçlı kullanımı henüz gerçekleştirilememektedir. Son yıllarda, erişkin dokulardan elde edilen hücrelerin yeniden programlanarak embriyonik karakter taşıyan pluripotent özellikteki hücrelere dönüşebilecekleri gösterilmiştir. Böylelikle, yeniden programlanan somatik hücrelerin, in vitro olarak istenilen hücre tipine yönlendirilmiş farklılaştırılması ve rejeneratif tıp alanında kullanılma ihtimali kuvvetlenmiştir. Pluripotent özellik kazandırılan bu hücreler indüklenmiş pluripotent kök hücreler olarak tanımlanmış olsa da, pluripotent özelliğin mekanizması henüz tam anlamıyla açıklanamamıştır. Yine de, indüklenmiş pluripotent kök hücre teknolojisi, insan hastalık modellerinin çalışılması, yeni ilaç geliştirilmesi ve hücre tedavisine yönelik yeni yaklaşımlar önermesi açısından önem arz etmektedir. Kendi kendilerini yenileyebilmeleri ve insan vücudundaki tüm hücre tiplerine farklılaşabilme potansiyellerinin yanında, embriyonik kök hücrelerin neden olduğu etik kaygılardan uzak olmaları ve olası hücre tedavisi uygulamalarında hastaya özgü tasarlanabilecek olmaları nedeniyle son yıllarda bilim dünyasında büyük ilgi uyandırmaktadırlar.

On üç yıl süren çalışmaları için Yamanaka, keşfi için Nobel Fizyoloji veya Tıp dalında bir Nobel Ödülü kazandı (2012 yılında kendisine ve Sir John B. Gurdon'a birlikte verildi) ve bilim insanları, çalışmalarını geliştirdi ve bazı gerçekten heyecan verici gelişmeler sağlamak için tariflerini değiştirdi . İPSC'ler aynı zamanda hastalıkların tedavisi ve ilaçların da geliştirilmesinde büyük rol oynayacak.

İşte o hastalıklardan bazıları:

Yenilenen Gözler

Göz küresi, lensin, kornea ve konjonktiva gibi, gözün önünü koruyan mukoza zarı gibi ince tabakalı uçları ve parçaları olan çok karmaşık bir organdır. 2016'da Osaka ve Cardiff Üniversitesi'nden gelen ortak bir araştırmada araştırmacılar, yukarıda belirtilen parçaların çoklu hücre soylarını oluşturmak için kök hücreleri kullanabildiler. Bu daha sonra organı onarmak ve görüşlerini geri kazanmak için uyarılmış korneal körlüğe sahip tavşanların gözlerine implante edilen dokularla sonuçlandı. Araştırmalar, bu çalışmanın, teknolojinin insandaki potansiyelini araştıran denemelerin önünü açabileceğini söylüyor.

Araştırmacılardan Profesör Andrew Quantock, "Bu araştırma, çeşitli insan kök hücrelerinin korneanın, lensin ve retinanın özelliklerini üstlenebileceğini gösteriyor." dedi.

Parkinson'a karşı savaşmak

Parkinson hastalığı insan beyninde dopamin üretiminde düşüşe neden olur ve bu da bir hastanın motor becerilerini engeller.

2017'de yayınlanan Kyoto Üniversitesi'nden yapılan araştırmalar, hücrelerin dopamin nörotransmitterini oluşturmaktan sorumlu nöron olan dopaminerjik progenitörlere dönüştürülmesi yoluyla hastalıklı maymun beyinlerinde bu olasılığı araştırdı ve sonuç başarılı oldu.

Ardından yedi canlı Parkinson hastası deneğin her birinin özel bir cihazla beyinlerine nakledilen beş milyon İPKH türevli dopaminerjik progenitörünü gördü. Araştırmacılar bunların dopaminerjik nöronlar haline gelmesi ve hastalığın etkilerini azaltmasını umut ediyor. Denemeler geçen Ağustos ayında başladı ve hastalar bundan sonra iki yıl boyunca yakından gözlemleniyor.

Omuriliği tekrar bir araya getirmek mümkün mü?

Hareketli parçalarıyla birlikte, omurilik yaralandığında tamir edilmesi çok zordur, ancakİPKH’ler bir kez daha bir arada tutan tutkal görevini görebilir mi?

Geçen yıl Minnesota Üniversitesi'nden yayınlanan araştırmalar, hücrelerin nöronal kök hücrelere dönüştürülebildiği gösteriyor. Bunlar daha sonra alternatif silikon iskele katmanları ile

karıştırılabilir ve eşleştirilebilir ve kalan sinirler arasında omurgada yeni bağlantılar oluşturmak için kullanılabilir.

Araştırmacılar bu yeni cihazı laboratuvardaki teste tabi tuttular ve yeni sinirler üretebileceğini ve hasar görmemiş fakat ayrılan hücreleri birbirine bağlayabildiklerini buldular. Bu deneyler teknolojinin bir yaralanma bölgesinde yeni nöronlar üretebileceğini gösterse de, felçli bir hastanın tekrar yürümesini sağlayacak sayılarla bunu yapmak için daha çok uzun bir yol kat etmek gerekiyor.

Omuriliğin kısmi bir onarımı bile mesane kontrolü gibi işlevleri iyileştirebilir.

Diyabet hastalarına insülin üretimini geri verilebilecek

Son zamanlarda yapılan pek çok araştırma, şeker hastalarının pankreastaki hatalı beta hücrelerine düzgün şekilde insülin üretme kabiliyetlerini kaybettiklerini gözlemledi ve bu nedenle birçok bilim adamı işlevlerini geri kazanmanın yollarını aramaktadır.

Louis'deki Washington Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, Ocak ayında bu alanda heyecan verici bir atılım yaptı ve İPKH’leri  ihtiyaç duyulan beta hücrelere dönüştürmenin yeni bir yöntemini anlatan bir makale yayınladı.

Ekip, yeni beta hücrelerini, kendi başına insülin üretemeyen diyabetik farelere yerleştirerek test etti. Birkaç gün sonra, fareler insülin salgılamaya başladı ve kendi kan şekeri seviyelerini kontrol etmek ve diyabetlerini fonksiyonel olarak iyileştirmek için yeterli miktarlarda yaptı. Araştırmacılar şimdi teknolojiyi insanlarda güvenle test etmenin yollarını düşünüyorlar.

Hasarlı kalplerin tedavisi

Geçtiğimiz yıl, Japon hükümeti, İPKH’lern  milyonlarca kalp kası hücresi içeren tabakalar oluşturmak için kullanıldığı ve daha sonra kalp hastalığı olan hastaların kalplerine aşılandığı insanlar üzerinde bir türden ilk denemeyi onayladı.

Onayın nedeni ; domuzlarda yapılan deneylerin başarı ile sonuçlanması.

Onaydan sonra üç hasta üzerinde yapılan denemelerde başarılı oldu, şimdi hedef 10 hastayı kapsayan daha büyük bir deneme. Eğer bu deneme de başarılı olursa bu teknik hayata geçebilecek.

Kellik

Erkek tipi kellik alanında son zamanlarda kök hücrelerin saçların canlanmasında nasıl büyük bir rol oynayabileceğini görüyoruz.

2014 yılında, bilim adamlarının iPKH'leri epitel kök hücrelere dönüştürdüğü, kök hücrelerin şapkalarının normalde saç köklerinin çıkıntısında bulundukları ve daha sonra bağışıklık yetersizliği olan farelerin cildindeki saç köklerinin ortaya çıkmasına neden olan bir atılım gördük.

2015 yılında yayınlanan diğer araştırmalar, iPSC'lerin, saç foliküllerinin oluşumunu düzenleyen ve yeni saç büyümesini tetiklemek için farelere nakledilen kök hücrelerinsaç büyümelerine yol açtığını gösterdi.

2017'de, Güney Kaliforniya Üniversitesi'nden araştırmacılar tarafından hazırlanan bir bildiri, cilt hücrelerinin yetişkinlerden toplandığı ve büyümelerinin ardındaki moleküler olayların, farelerde yeni saç kökleri oluşturmak için iPKH'lerde incelenip çoğaltıldığı bir işlemi tanımlamıştır.

Gördüğümüz gibi, iPKHler şimdiden inanılmaz derecede çeşitli tıbbi imkanlar başlatıyorlar ve bu daha 13 yıllık yepyeni bir çalışmanın ürünü. Halkla paylaşılan bilgiler ise muhtemelen buz dağının sadece görünen yüzü…Şimdi beklentiler bu yepyeni tekniklerin bir an önce hayata geçmesi ve hastaların tedavilere kavuşması.

KAYNAK: New Atlas