KÖK HÜCRELER

 

Fatıma Nilüfer Akman-Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü-Karadeniz Teknik Üniversitesi

 

Kök hücreler, kendilerini yenileme özelliğine sahip, özelleşmiş hücrelere farklılaşabilen, vücut içinde veya laboratuvar ortamında uygun şartlar sağlandığında birçok farklı hücre tipine dönüşebilen farklılaşmamış hücrelerdir.

 Bu hücreler henüz bölünme aşamasında olan embriyolardan, bebeklerde kordon kanından ve yetişkinlerde kemik iliğinden sağlanabilmektedir. Kök hücrelerin ilk tanımlanmasından bu yana yaklaşık 50 yıl geçmesine rağmen bu hücreler üzerinde sürdürülen çalışmalar son zamanlarda hız kazanmıştır. Kök hücreler üzerinde yapılan çalışmalar, bu hücrelerin fizyolojisi, morfolojisi, gelişimi, çoğalması ve başkalaşımı konusunda önemli bilgiler edinmemizi sağlamıştır. Kan hücrelerine kökenlik eden hemapoetik kök hücrelerinin farklı embriyonik kökenli (ektoderm ve endoderm) hücrelere kaynaklık edebileceğinin ortaya çıkmasıyla, yetişkin kök hücrelere yönelik araştırmalar büyük hız kazanmıştır. Bu derlemede iki ana kök hücre grubundan biri olan yetişkin kök hücreler ve özelliklerinden bahsedilerek uygulama alanları hakkında özlü bilgi verilmesi amaçlanmıştır.

 

Kök hücre basitçe düşünüldüğünde yaşamın kaynağıdır. Patolojinin öncülerinden Dr. Rudolph Virchow’un dediği gibi “Her hücre bir hücreden meydana gelir”. Bu zincirin en başında da döllenmiş ovum (zigot) bulunur. Bu oluşum, canlılardaki en yetkin farklılaşma kapasitesine sahip (totipotent) olan hücredir ve kısa süre içinde önce embriyo, daha sonra da tüm dokuların oluşmasına öncülük eder.

Zigot, uterusa tam bir gebelik ürünü verebilirken (totipotent), daha ileri aşamada bulunan hücrelerin potansiyelleri azalmıştır. Morula hücreleri bir embriyonun her bölümünü teşkil edebilirler, bu nedenle totipotent olarak kabul edilmektedirler. Ardından gelen blastokist hücreleri, fetüsü oluşturan yaklaşık 200 çeşit hücreye farklılaşabilme (pluripotent) şeklinde sınırlanırlar. İmplantasyon sonrası endoderm, ektoderm ve mezoderme farklanan hücreler multipotent karakter kazanıp ancak bu tabakalardan birine ait hücreleri oluşturur ve de gametlerin unipotent öncü hücrelerini meydana getirir.

  Farklılaşma yeteneklerine göre kök hücreler 3 gruba ayrılır:

1-Sınırsız sayıda farklılaşabilen hücreler

2-Sınırlı sayıda farklılaşabilen hücreler

3-Tek bir yönde farklılaşan hücreler

 Başlıca kök hücre kaynakları kemik iliği, kanda dolaşan kök hücreler ve göbek kordonundan alınan kandır.

Kök Hücre Nereden ve Nasıl Alınır?

 Kemik iliği başlıca kök hücre kaynağıdır. Kemik iliği, vücudumuzdaki kan hücreleri ve savunma sistemi hücrelerinin yapıldığı ve kemiklerin içine yerleşmiş süngerimsi dokudur. Kemik iliği en yoğun leğen kemiğinde bulunur. Bu nedenle kemik iliği ve kök hücre en fazla leğen kemiğinden alınır.

Göbek kordonu kanından elde edilen kök hücreler lösemi ve lenfoma gibi hastalıkların tedavisinde gittikçe daha önemli rol oynamaktadır. İlk kez 1988 yılında gerçekleştirilmiştir. Kordon kanı bebeğin göbek kordonundan ve plasentadan alınır. Alınan kan test edilir, dondurulur ve gelecekte kullanılmak üzere kordon kanı bankalarında saklanır. Daha sonra doku gurubu uyumlu hastalara test edilerek kullanılır. Kordon kanı kullanılan hastalarda doku reddinin daha az yaşandığı gözlemlenmiştir

Deri, kas ve beyin gibi organlardan da kök hücre elde etmek mümkün olsa da hem zor hem de pahalı ve risklidir

Kişinin kendi kök hücresinin kendisine nakline otolog nakil, doku uyumu olan bir başka vericiden olan nakle allojenik nakil denir. Allojenik nakillerde genellikle en uygun kişi kardeş olmaktadır

 

  İki binli yıllara doğru bilim insanları farklılaşmamış kök hücrelerin vücuttaki birçok farklılaşarak kendine özgü özel hücre tipi haline geldiği süreçleri yavaş yavaş çözmeye başladılar. Çalışmalar sonucunda kök hücreleri kendilerini yenileyebilir veya özel hücre tipleri üretebilir. Bu özellik, vücuttaki ortadan kalkmış veya hasar görmüş hücreleri tedavi etmek amacıyla yeni yollar arayan bilim insanları için kök hücrelerini çekici yapmaktadır. Farklı doku tiplerinin ortaya çıkmasını sağlayan prekürsör hücreler olan kök hücreler farklı hücre türlerine ne kadar farklılaşabildiklerine göre 4 grupta incelenir.

1. Totipotent kök hücreler: organizmanın gelişimini sağlayan ve her hücre tipini oluşturabilen hücrelerdir. Kelime anlamı olarak her şey olma potansiyeline sahip anlamına gelmektedir. Embriyonun 5. gününe kadarki tüm blastomerler için geçerlidir (erken embriyonik dönem). Döllenmiş yumurta hücresi totipotent hücredir. Döllenmeden birkaç saat sonra bu totipotent hücre iki eşit parçaya bölünür. Bu iki totipotent hücreden birisi alınıp uterusa implante edilirse, canlıgelişimi devam eder. Genetik olarak aynı olan tek yumurta ikizleri de bu şekildeoluşmaktadır. İki totipotent hücre bilinmeyen sebeplerle birbirinden ayrılıp, her ikisi tek başına gelişebilmektedir.

2. Pluripotent kök hücreler: Döllenmenin 5. gününden itibaren ve birkaç hücre bölünmesinden sonra totipotent hücreler farklılaşmaya başlayarak blastosist denilen içi boş bir küreye dönüşürler. Blastosistte iki tip hücre vardır; biri dış (ektoderm) tabaka, diğeri ise iç (endoderm) tabakadır. Blastosistin dış tabakasından yavrunun beslenmesi ve solunumunu sağlayacak plasenta ve koruyucu chorion kesesi gelişir. Blastosistin iç hücre tabakasından göz, kalp, beyin, kaslar, kemikler vs gibi doku ve organlar gelişir. Ancak bunun için endoderm ve ektodermin bir arada çalışması gerekir. Tek başına endodermden hiçbir canlı gelişemez. Blastosistin iç tabakasındaki hücre kitlesi pluripotent kök hücreleridir. Buradaki hücreler çeşitli doku ve yaklaşık 200 çeşit hücreye dönüşebilen hücrelerdir. Pluripotent hücreler totipotent olmadığından plasenta oluşamaz ve dolayısı ile de canlı gelişimi olmaz. Blastosistin iç hücre tabakasından köken alan pluripotent kök hücrelerine embriyonik kök hücreleri de denilmektedir (Thore, & ark. 2008).

3. Multipotent kök hücre: Erişkinde görülen ve Pluripotent hücrelerden daha az sayıda hücre tipine dönüşebilen hücrelerdir .Pluripotent kök hücrelerin yavaş yavaş farklılaşması ile daha özel hücre olan (multipotent kök hücrelerine dönüşürler. Örneğin; kan hücrelerini oluşturacak kök hücrelerinin oksijen taşıyan kırmızı (alyuvar) kan hücrelerine, mikroplarla savaşan beyaz (akyuvar) kan hücrelerine, pıhtılaşmayı sağlayan kan pulcukları (trombositler) gibi hücrelere farklılaşırlar. Pluripotent kök hücreleri erken gelişim döneminde bulunurken multipotent kök hücreleri çocuklarda ve yetişkinlerde bulunabilmektedir.

4. Unipotent kök hücreler: Erişkinde görülen ve sadece tek bir hücre tipine farklılaşma yeteneğine sahip hücrelerdir. Kök hücreleri insan gelişiminin erken aşamalarından yaşamın sonuna kadar hepimizin vücudunda var olan hücrelerdir. Tıp dünyasında yeni bir umut kapısı olan kök hücre araştırmaları fayda sağlamakla birlikte her bir farklı tipteki kök hücre için bazı sınırlamalara da sahiptir. İnsan gelişiminde çok erken dönemlerinde elde edilebilen embriyonik kök (Embryonic stem) hücreler vücudun tüm hücre tiplerini üretme potansiyeline sahiptir. Bebeklikten yetişkinliğe kadar gelişimini tamamlamış tüm insanların sadece bazı dokularda bulunan yetişkin kök (Adult stem) hücreleri, sadece belirli tipte özelleşmiş hücrelerin üretilmesi ile sınırlı olabilir. Son zamanlarda, bilim insanları göbek kordonu kanında ve plasentada yaptıkları araştırmalar sonucu çeşitli kan hücrelerinin ortaya çıkmasına neden olabilecek bazı kök hücreleri tanımlamışlardır.

 

 

 

 

 

 

REFERANSLAR:

http://anadolusaglik.org/ 

Hakan Sağsöz, M Aydın Ketani Dicle Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, 29-33, 2008 

Yetişkin kök hücrelerin dünü ve bugünü Özkan Şimşek Atatürk Üniversitesi Veteriner Bilimleri Dergisi 7 (3), 231-236, 2012

Kök Hücre Üretiminde Güncel Yaklaşımlar İrem MATUR, Suna SOLMAZ Arşiv Kaynak Tarama Dergisi 20 (3), 168-186, 2011

Aktaş, Y., Aydoğdu, S. & Diker, E. (2003). Kardiyovasküler Tedavide Yeni Ufuklar: Hücresel Kardiyomiyoplasti ve Kök Hücre Transplantasyonu. Anadolu Kardiyoloji Dergisi, 3: 340-

347.

Avasthi, S., Srivastava, R.N., Singh, A. & Srivastava, M. (2008). Stem cells: Past, Present, Future - a review article. Internaet J. Med. Update, 3(1):22-30.

Esma Uysal, E., Cebesoy, Ü., B. & Karışan, D., (2018). Fen Bilgisi Öğretmen Adaylarının Genetik Uygulamalarına Yönelik Tutumlarının Çeşitli Değişkenler Açısından İncelenmesi, Batı Anadolu Eğitim Bilimleri Dergisi, 9 (1), 1-14.

Gürkan G. (2013). Fen Bilgisi Öğretmen Adayları Ve Öğretmenlerinin Biyoteknoloji ve Genetik Mühendisliği Bilgi Düzeylerinin Çeşitli Değişkenler Açısından Karşılaştırılması. İnönü Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü İlköğretim Anabilim Dalı Fen Bilgisi Öğretmenliği Bilim Dalı Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Malatya. İmirzi Y., (2011). Biyolojide Kök Hücre Konusunda Lisans Öğrencilerinin Bilgi Seviyelerinin Belirlenmesi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü Orta Öğretim Fen Ve Matematik Alanları Eğitimi Ana Bilim Dalı, Biyoloji Öğretmenliği Bilim Dalı, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Ankara.

Koh C.J. & Atala, A. (2004) Therapeutic cloning applications for organ transplantation. Trans Immunol, 12: 193–201. MEB. (2017). T.C. Millî Eğitim Bakanlığı Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (9,10,11,12.Sınıflar) Öğretim Programı, Ankara.

MEB. (2018). T.C. Millî Eğitim Bakanlığı Ortaöğretim Biyoloji Ders Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar), Ankara.

National Academies (2005). Guidelines for Human Embryonic Stem Cell Research, www.nationalacademies.org/stemcells

National Academies (2002). Scientific and Medical Aspects of Human Reproductive Cloning. http://www.nap.edu/catalog/10285.html

Özel, M., Erdoğan, M., Uşak, M. & Prokop, P. (2009). Lise Öğrencilerinin Biyoteknoloji Uygulamalarına Yönelik Bilgileri ve Tutumları. Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri / Educational Sciences: Theory & Practice, 9 (1), 297–328

Koh C.J. & Atala, A. (2004) Therapeutic cloning applications for organ transplantation. Trans Immunol, 12: 193–201.

MEB. (2017). T.C. Millî Eğitim Bakanlığı Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (9,10,11,12. Sınıflar) Öğretim Programı, Ankara.

MEB. (2018). T.C. Millî Eğitim Bakanlığı Ortaöğretim Biyoloji Ders Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (İlkokul ve Ortaokul 3, 4, 5, 6, 7 ve 8. Sınıflar), Ankara.

National Academies (2005). Guidelines for Human Embryonic Stem Cell Research, www.nationalacademies.org/stemcells

National Academies (2002). Scientific and Medical Aspects of Human Reproductive Cloning. http://www.nap.edu/catalog/10285.html

Özel, M., Erdoğan, M., Uşak, M. & Prokop, P. (2009). Lise Öğrencilerinin Biyoteknoloji Uygulamalarına

Şahin, F., Saydam, G. & Omay, S.B. (2005). Kök Hücre Plastisitesi ve Klinik Pratikte Kök HücreTedavisi. The Turkish Journal of Hematology and Oncology. 15: 48-57.

Sürmeli, H. &Şahin, F. (2010). Üniversite öğrencilerinin biyoteknoloji çalışmalarına yönelik tutumları. Eğitim ve Bilim Dergisi, 35(155), 145-157

Thore, C.B., Sudheer, S., Janke, D., Jagodzinska, J., Jung, M. & Adjaye, J, (2008). The Origins of Human Embryonic Stem Cells: A Biological Conundrum. Cells Tissues Organs. 188: 9–22.

Turan, M. & Koç, I. (2012). Fen bilgisi öğretmen adaylarının biyoteknoloji uygulamalarına yönelik tutumları. Trakya Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 2(2), 74-83

Türkiye Biyoetik Derneği (2009). Kök Hücre Araştırmaları ve Uygulamaları Kurulu Kök Hücre Araştırmalarının Etik ve Hukuk Boyutu. Ankara: p.28-29