Katalog

KÖK HÜCRE TEKNOLOJİSİNDE DEV ADIM: Yitirilen uzuvlar ve bozuk organlar yeniden üretilebilecek Kök hücre çalışmalarında devrim niteliği taşıyan son gelişmeler, yeniden organ ve uzuv üretiminin yolunu açacak. Normal deri hücrelerini embriyonik kök hücreye dönüştürmeyi başaran bilim adamları, bu hücrelerin vücutta istenilen hücreye dönüştürülebileceğini ve böylece bozuk organların ve yitirilen uzuvların yeniden üretilebileceğini umuyor. S anayi presinde bir işçinin üç parmağını yitirmesi, gazete haberi olarak çok fazla dikkat çekmeyebilir. Ancak bu işçinin parmaklarının kertenkele veya semender gibi yeniden çıkmaya başlaması bilim dünyasında bomba etkisi yaratır. İşte kök hücre konusundaki son gelişmeler, böyle bir tedavinin artık hayal olmaktan çıktığını YENİDEN PROGRAMLANAN gösteriyor. KÖK HÜCRELER Vücut parçalarını yeniden üretme fikri, bilim dünyaAncak Kyoto Üniversitesi’nden hücre biyoloğu Shinya sında bugüne dek bilim kurgu malzemesi olmaktan öteye Yamanaka embriyonik kök hücre etme yolunda başka bir geçememiştir. Ancak son günlerde bazı somut gelişmeler yöntem daha olduğunu ortaya çıkarttı. Yamanaka, klonbu rüyanın gerçek olabileceğini gösteriyor. Bu heyecan ve lama sırasında yetişkin çekirdeğin, yumurta hücresinin içinrici gelişmenin merkezinde, deri hücrelerinin yedeki bazı faktörle yeniden programlanması niden embriyonik hücreye dönüştürülmesi yatıgerektiğini biliyordu. Bu faktörlerin hanyor. Böylece bu hücreler vücutta herhangi bir Gelecekte acil gi genleri faal hale getirdiğini keşfederse, hücrenin yerine geçebilecek ve bu da kopuk parklonlamaya gerek kalmadan aynı sonucu servislerde şu komaklardan, işlevini yitirmiş kalp kaslarının elde edebileceğini düşündü. Böylece aday onarımına dek çok çeşitli tedavilerde kullanıla nuşmalara tanık olarak seçtiği 24 gen üzerinde çalışmalabilecek. rına başladı. olabiliriz: Devrim niteliğindeki bu gelişme, bir deri hücHaziran 2006 tarihinde Yamanaka deresinin embriyonik kök hücreye dönüştürüle “Parmaklarınız mı neylerinden başarılı sonuçlar aldığını bilmesi, herhangi bir özel hücrenin doğrudan baş koptu? Hiç merak açıkladı. Fare deri hücrelerine dört genin ka bir hücreye dönüştürülebilmesi anlamın geekstra kopyalarını ilave ederek, hücreleliyor. Başka bir deyişle bu gelişme, hücrenin ge etmeyin. En kısa ri yeniden programladı ve vücutta başka lişim saatini geriye döndürme gereksinimini or zamanda yerlerine bir hücre ve dokuya dönüşebilecek hale tadan kaldırabilir. Bu durumda semenderlere özgelmelerini sağladı. gü, vücuttaki bozuk parçaları onarma yeteneği yenilerini çıkart“Uyarılmış Çok Potansiyelli Kök ni kazandıran bazı mekanizmaları –insanlarda mak için gereken HücreiPSinduced pluripotent stem uyumakta olan veya çalışması engellenmiş olan müdahaleyi yapa cells” adını verdiği bu hücrelerin yaratılmekanizmalar harekete geçirmek mümkün olamış olması tıp dünyasında büyük yankı bilir. Harvard Üniversitesi’nden kök hücre bi cağız.” buldu. Yamanaka bir yıl içinde ilk insan yoloğu Doug Melton, “Vücudumuzdaki bazı pariPS hücrelerini yaratmayı başardı. Bu çaları niçin yeniden üretmeyelim?” diyerek bu koamaçla dört genin insan versiyonlarını kullandı. Wisconsinnunun artık bilim kurgu malzemesi olmaktan çıktığına dik Madison Üniversitesi’nden James Thomson önderliğinde kat çekiyor. bir başka bilim ekibi de biraz daha farklı gen takımı kul Güney Koreli Woo suk Hwank’ın klonlanmış insan EKH’leri yarattığı haberi bilim dünyasında deprem yarattı. Ancak kısa bir süre sonra bu buluşunun tümüyle bir kandırmaca olduğu ortaya çıkınca büyük bir hayal kırıklığı yaşandı. DÜŞ KIRIKLIĞI YARATAN KÖK HÜCRELERİ ARAŞTIRMALARI Bu heyecan verici gelişmeye konu olan yeniden programlanmış deri hücrelerinin, birkaç günlük insan embriyonik kök hücreleriyle (EKH) aynı özelliklere sahip olduğu görülüyor. EKH’ler gibi bu hücreler de vücuttaki herhangi bir dokuya dönüşme becerisine sahip. Örneğin bu hücreler beyni hasarlı kişilerde yeni nöronlara, kalp krizi geçirmiş insanlarda yeni kalp kası hücrelerine dönüşebilir. Bu konuda en kritik nokta, bu hücrelerin mükemmel bir genetik uyum sağlaması. Bu uyumun olmaması durumunda hastanın bağışıklık sistemi büyük bir olasılıkla bu hücreleri reddedecektir. Bilim adamları bugüne dek genetik olarak uyumlu hücre üretmenin tek yolunun terapötik klonlama olduğunu düşünüyordu. Bunun için yetişkin bir hasta hücresinden çıkartılan çekirdek, kromozomlarından arındırılmış bir yumurta hücresinin içine yerleştirilir. Bu işlemin sonucunda ortaya çıkan klonlanmış embriyodan EKH’ler ayıklanır. Ancak bu uygulama 2005 yılında büyük bir darbe aldı. lanarak aynı sonuçlara ulaştı. ETİK SORUNLARA YOL AÇMAYAN EMBRİYONİK HÜCRELER Dünyada çok sayıda grup şimdi iPS hücreleri yaratarak bu konudaki araştırmaları derinleştirmek istiyor. Çekirdeği yumurta hücresinin içine yerleştirmek için mikro boyutta işlemlerin gerekli olduğu klonlamadan farklı olarak, Yamanaka’nın kullandığı genetik modifikasyon yöntemleri standart bir laboratuarda gerçekleştirilebilir. “Bu, klonlamaya göre çok daha kolay bir yöntem” diye konuşan Boston’daki Massachusetts General Hospital’dan Konrad Hochedlinger, “EKH konusunda biraz tecrübesi olan bir laboratuar, iPS hücreleri yaratabilir” diyor. Embryonik kök hücrelerinin dönüşebilme özelliğinden yararlanmak isteyen bilim adamları, ilk kez etik sorunlara yol açma olasılığı olmayan bir hücre türüne sahip oldular. Yine de bu hücrelerin sahip olduğu potansiyel konusunda herkes tam olarak ikna olmuş değil. Örneğin EKH tedavi yöntemlerine milyonlarda dolar yatırım yapmış Geron isimli biyoteknoloji şirketinin başkanı Tom Okarma bu ko CBT 1104/12 16 Mayıs 2008 Derleyen. Reyhan Oksay Kaynak: New Scientist, 3 Mayıs 2008 www.sciam.com, www.msnbc.com www.sciencedaily.com, www.nature.com CBT 1104/13 16 Mayıs 2008 duyulması maliyetlerin tavan yapmasına yol açabilir. Bütün bunlardan başka sağVAROLAN YÖNTEM GÜVENLİ YAKLAŞIM lık müfettişlerini bu yöntemin güvenilir ve kalıcı olduğuna ikna etmek de düşünüldüğü kadar kolay olmayabilir. EKH üretimi üzerine faaliyet gösteren Geron’un Deri Hücreleri Deri Hücreleri CEO’su Okarma, “Bu yöntem komik derecede pahallı. Ayrıca çok sayıda hastaKüçük ya tek tek uygulanması pratik açıdan nemolekül redeyse imkânsız” diyor. veya protein San Francisco’daki Kaliforniya Çekirdek Çekirdek Retrovirüs Rejeneratif Tıp Enstitüsü’nden Alan Trounson da aynı fikirde: “Kök hücre üretimi başlı başına pahallı bir işlem. Bir de bunu kişiye özel uygularsanız işin içinden Küçük çıkamazsınız.” molekül Biyologların tahminlerine göre iPS Ekstra protein genler hücreleri gelecekte tedaviden çok tedahücreyi hücreyi vi aracı olarak kullanılacak. Yeniden dönüştürür gönüştürür programlama sayesinde genetik içerikli Nöron hastalıklara yakalanmış insanlardan iPS (Kullanımı hücreleri türetmek mümkün olacak. Bu Nöron güvenli iPS hücresi iPS hücresi hücrelerin incelenmesi, gelişmekte olan değil) hastalığa yol açan spesifik gen varyasyonu hakkında ayrıntılı bilgi verebilecek. TEDAVİ OLANAĞI: Yetişkin hücreler iPS hücrelerine dönüştürülebilir. Bunlar Dolayısıyla yararlı olma potansiyeli olan daha sonra hastalıkların tedavisinde kullanılacak spesifik hücreler haline gelebilirler. ilaçların denenmesi mümkün olacak. Ancak iPS hücreleri yaratma yöntemi halihazırda güvenli değil, çünkü kanser riskini Ancak biyologlar iPS hücrelerinin kliartırıyor. Daha güvenli bir yöntem için ilaçlardan ve proteinlerden yararlanmak gerekir. niklerde kullanılması fikrinden vazgeçmiş değiller. Yeniden programlanmış hücreler, nudaki kuşkularını şöyle dile getiriyor: “Bu hücreler doğal Bu, iPS hücrelerinin kullanılabilirliğine ilişkin ilk ve kişiye özel kök hücre bankalarının yaratılmasında kullaembriyonik kök hücrelerinin kötü bir taklidi. Hiçbir zaman tek deney değil. Geçen aralık ayında Jaenisch ve ekibi orak nılabilir. Böylece bağışıklık sisteminin reddetmesi riski miişe yarayacaklarını sanmıyorum.” hücreli anemi hastası bir sıçanı da iPS hücreleriyle teda nimum düzeye indirilebilir. vi ettiklerini bildirmişlerdi. Kandaki kök hücrelerden türettikleri iPS hücrelerinin yardımıyla hastalığa neden iPS’NİN RİSKLERİNİ AZALTMA EKH İLE iPS HÜCRELERİ olan geni düzeltmeyi başarmışlardı. Melton bütün bu so YÖNTEMLERİ ARASINDAKİ BENZERLİK Ancak yasal ve teknolojik engellere bağlı olarak kon nuçları şöyle değerlendiriyor: “Yamanaka’nın bulguları muBütün bunlardan başka büyük bir sorun daha söz kovansiyonel EKH ile istedikleri gibi ilgilenemeyen bazı bi azzam bir potansiyel içeriyor. Bence bu buluş tıpta ve bi nusu. Yamanaka’nın tekniğinde ekstra genlerin hücrelelim adamları iPS hücrelerinin EKH’ne olan benzerliğinden yolojide devrim yaratacak.” re ilave edilmesi sırasında retrovirüslerden yararlanılıyor. büyük ölçüde etkilenmiş durumdalar. Massachusetts, Bu da çifte kanser riski anlamına geliyor. Retrovirüsler eksiPS’NİN KLİNİK KULLANIMINDAKİ Cambridge’deki Whitehead Biyomedikal Araştırma tra gen kopyalarını hücrelerin kromozomlarına entegre eder SAKINCALAR Enstitüsü’nden Rudolf Jaenisch ve ekibi, nisan ayınve bunlar yanlış yere ilişirlerse, kanser tetiklenir. Dahası Kuramsal olarak iPS hücreleri kişiye özel tedavile bu şekilde ilave edilmiş genler sürekli olarak açık konumda da iPS hücrelerinden türetilen nöronlarla tedarin yolunu açabilir. Buradaki mantık son derece sağlam: kalırlar. Bu da tümör riskini artırır çünkü bu genler büyüvi edilen Parkinsonlu farelerde, hastalığın beEğer hastaları kendi dokularına genetik açıdan ben me ile ilgili etkilere sahiptir. lirtilerinin azaldığını duyurdular. zeyen dokuları kullanarak tedavi edebilirseniz, bağıJaenisch ve ekibi bu sonuca ulaşmak için Yamanaka bu riskleri azaltmak için, dört genin içinde şıklık sisteminin kesin olarak sorun yaratmaması ge en riskli olan cMyc adlı geni ilave etmeden hücreleri progönce farenin deri hücrelerinden iPS hücrekir. releri ürettiler. iPS hücreleri daha sonra ramlamayı başardı. Ayrıca sıçanlarda karaciğer ve mideden Oysa uygulamada bu yöntem, sağ alınan hücrelerin programlandıktan sonra kanserleşme risdopamin üreten nöronlık hizmetleri ekonomisinin acı kinin deriden alınan hücrelere göre daha az olduğunu orlara dönüştürüldü ve sımasız gerçeğine tosluyor. çanların beyinlerine taya çıkarttı. Ancak bu aşamada hücreleri retrovirüsler olBirkaç sıçanın Parkinson madan programlayabilmek gerekiyor. Ayrıca aynı aşamayerleştirildi. Bu farehastalığını tedavi etmek başka, da genlerin ekstra kopyalarını genom içinde bırakmamak lerde Parkinson hasçeşitli hastalıkları olan mil da önem kazanıyor. talığının belirtileriyonlarca hastayı özel tedavi yönnin ortaya çıkması Bu sonuca ulaşmak için iki ana yol mevcut. Bunlardan temleriyle iyileştirmeye çalışmak biri genleri hücreye yerleştirirken genoma entegre olmaiçin daha önce dobaşka. Örneğin halihazırda tek bir yacak şekilde yönlendirmek. Halihazırda Kaliforniya’da bupamin üreten hücinsan iPS hücresi yaratmak bir ayı bu lunan PrimeGen isimli bir şirket, iPS hücreleri üretirken releri öldürülmüştü. labiliyor. Kaldı ki her hastanın ihtiyacı olduğu hücre tipinin programlama genleriyle kaplı karbon nanotüpler kullanıDört hafta sonra tedatüretilmesi için de haftalarca beklemek gerekebilir. vi edilmiş sıçanlarda, yor. Ancak bu çalışmalardan henüz sonuç alınmış değil. Hastalar bu bekleme süresine razı olsalar dahi –haskontrol grubundaki sıçanDiğer bir seçenek de gen ilave etmek yerine, doğrudan talıklarının da izin vermesi koşulu ile işlemin çok kar hücreye kodlayan proteinlerden veya aynı etkiye sahip külara oranla belirgin iyileşme maşık olması ve çok sayıda yetişmiş elemana ihtiyaç çük moleküllerden yararlanmak. Kaliforniya’daki Scripps olduğu görüldü. Araştırma Enstitüsü’nden Sheng Ding, kütüphanesindeki 100.000 küçük molekül arasından uygun olanı seçmek için tarama işlemlerinden geçiriyor. Ding bir veya iki genin yanı sıra bir veya iki ilaca benzer molekül kullanarak iPS hücreleri yaratabileceğini iddia ediyor. YAMANAKA’NIN YÖNTEMİNE ALTERNATİF OLASILIKLAR Bilim adamları daha güvenli iPS’ler yaratmanın yollarını araştırırken, bazıları Yamanaka’nın başarısından farklı şekillerde yararlanmanın yollarını araştırıyor. “Bu çalışmalarda amaç, bir hücre tipini başka bir hücre tipine dönüştürmekse başlangıca geri dönmenin anlamı ne?” diye soran Melton, Yamanaka’nın yöntemine benzer yöntemlerle ensülin üreten pankreatik beta hücreleri yaratabildiğini iddia ediyor. Üstelik bunu yaparken başka bir tip yetişkin hücresi kullandığını ve embriyonik aşamaya geri dönmeye gerek kalmadığını belirtiyor. Aslında bu tür çalışmalar bundan birkaç yıl önce de yapılıyordu. “Transdifferentiation” adı verilen bir yöntemi deneyen bazı biyologlar, beyin hücrelerini kan hücrelerine ve kemik iliğine dönüştürdüklerini iddia ediyorlardı. Bu deneylerin pek çoğu tekrarlanabilme özelliğinden yoksun olduğu için rafa kaldırılmışlardı. Melton, transdifferentiation yönteminin hatalı deneylere dayandırılmış olduğu kabul ederek, bu kez yere daha sağlam bastığına inanıyor: “Bu yolda yapılan deneylerin bilimsel yönü çok zayıf olduğu için eleştirileri hak ediyordu. Ancak bu deneylerin hatalarının düzeltilerek yeniden ele alınmayacağı anlamına gelmez.” Hücrenin kaderini değiştirmeye yönelik olasılıklar Ding ve meslektaşlarının hevesini kamçılıyor. Seattle’da Fate Therapeutics isimli bir şirket kuran Ding ve arkadaşları daha güvenli iPS’ler yaratmak için çabalıyor. Hedefleri spesifik bir gelişim yolu (pathway) üzerinde hücreleri ilerigeri hareket ettirebilen ilaçlar geliştirmek. Fate Therapeutics’in üzerinde çalıştığı projelerden birinde kişileştirilmiş kan yapıcı kök hücreleri yaratmak. Bu hücreler bazı kanser türlerine yakalanmış hastalar üzerinde denenecek. Bu yöntem, genellikle ciddi yan etkileri olan kemik iliği nakillerine gerek bırakmayacak. Şirketin bir diğer hedefi de hastalık veya kaza sonucu zarar gören dokuları yeniden üretmek için yetişkin kök hücrelerini vücut içinde uyarmak. Bu, insanları semender veya kertenkeleye benzer hale getirmek anlamına gelse de gerçekçi hedef travmatik kazalarda yitirilen uzuvların yeniden üretimi için uyarı mekanizmasını harekete geçirmek. Melton ve Fate Therapeutics’in kurucuları doğru yolda iseler, yeni bir “hücresel simya” dönemine giriyoruz demektir. Bu dönemde biyologlar temel hücreleri “terapötik altın”a nasıl çevrileceğini öğrenecekler. Bir sıçanın deri hücreleriyle Japonya’da bir laboratuarda başlatılan çalışmalar, insanın içindeki uyuyan semenderi uyandırma olasılığını yaşama geçirebilir. Gelecekte acil servislerde şu konuşmalara tanık olabiliriz: “Parmaklarınız mı koptu? Hiç merak etmeyin. En kısa zamanda yerlerine yenilerini çıkartmak için gereken müdahaleyi yapacağız.”