Son yıllarda, hücre tedavisi veya hücre tabanlı tedavi pek çok hastalığın tedavisinde bir strateji olarak ortaya çıktı. Hücre tabanlı tedavinin amacı, ha­sar gören bir dokunun vaya organın bi­yolojik işlevini yerine koymak, tamir et­mek veya genişletmektir. Bir hedef or­gana, o organın işlevlerini eski haline getirmeye yetecek kadar sayıda ve kali­tede izole edilmiş ve özellikleri belirlen­miş olan hücrelerin nakledilmesiyle, bu amaca ulaşılabilir. Örneğin, Parkinson hastası bir insanın beynindeki dopamin üreten sinir hücreleri hasarlanmıştır. Bu nedenle, ünlü boksör M.Ali de oldu­ğu gibi titremeler ile karekterize hasta­lık belirtileriyle yaşanır. İşte, bu hücre­leri bir şekilde sağlamlarıyla yer değişti­rilebilirse bu hastalığın tamamen iyile­şeceği fikri oldukça kabul görmüştür. Ancak, bu sağlam hücreler nereden bu­lunacaktır?
İşte, günümüzde yazılı ve görsel ba­sın yayın organlarında adından sıkça bahsedilen "kök hücreler" bu tür hasta­lıkların tedavisi için ümit ışığı olarak görünüyor.
Normalde kendileri çoğalamayan kas veya sinir hücrelerinden farklı ola­rak, kök hücreleri çok sayıda bölünebi­lir ve çoğalabilirler. Ya da sınırlı sayıda çoğalabilen karaciğer ve böbrek hücre­lerine oranla, kök hücreler laboratuvar şartlarında aylar boyunca çoğalabilir­ler. Bir tek kök hücreden milyonlarca hücre ortaya çıkabilir. Bir kök hücresi, bir kalp kasında olduğu gibi kanı vücu­da pompalamak için çalışamaz, kırmızı kan hücreleri gibi oksijeni dokulara ta­şıyamaz veya sinir hücreleri gibi doku
BlLİM ve TEKNlK 62 Mart 2004
ve organlara gerekli olan elektrokimya-sal sinyalleri iletemez; fakat, kalp kası hücreleri, kan hücreleri veya sinir hüc­releri gibi özelleşmiş hücrelere kaynak­lık edebilirler.
Kök hücre kaynağı olarak pekçok farklı seçenek var. Örneğin, embriyonik yaşamın ilk günlerinde embriyondan ayrıştırılan bir grup hücre, potansiyel olarak en güçlü kök hücreler olarak gö­rünüyor. "Embriyonik kök hücreler" olarak isimlendirilen bu hücreler tüp bebek laboratuvarlarında yapay döllen­me yoluyla elde edilmiş embriyonlar­dan izole ediliyorlar. Teorik olarak, sı­nırsız sayıda çoğalabilen ve uygun şart­larda istenilen hücre tipine dönüştürü­lebilen embriyonik kök hücrelerden el­de edilecek yeni hücre/doku yada or­ganlar birçok hastalığın kökten tedavi­sinde kolaylıkla kullanılabilirler. Ancak, etik tartışmalar nedeniyle bu tip kök hücrelerin bu amaçla kullanılmasında önemli zorluklar mevcut.
Fakat, araştırmacılar pek çok hasta­lığın kök hücre tedavisiyle iyileştirilebi-
leceğine yönelik beklentileri karşıla­mak amacıyla gerçekleştirdikleri çalış­malarda hiç te yabancısı olmadığımız bir kaynağı tespit ettiler. Bu kaynak 1960'lı yıllardan beri bildiğimiz kemik iliğidir. Kemik iliği kök hücre nakilleri, başta lösemiler (kan kanserleri) olmak üzere çeşitli hastalık durumlarında kan sistemini tekrar elde etmek amacıyla ile yapıldı. Bu gün ise, lösemiler dışında organ (meme, testis ve akciğer vb) tü­mörlerinde, kalıtsal hastalıklarda ve ba­zı edinsel kan hastalıklarının tedavisin­de kullanılmaktadır.
Dünyanın gelişmiş hematoloji mer­kezlerinde olduğu gibi ülkemizde de kemik iliği nakli başarıyla yapılmakta­dır. Löseminin cinsine ve vericinin uy­gunluğuna göre değişmekle birlikte so­nuçlar olumludur. %43 ile %83 arasın­da başarı elde edilmektedir.
Kan sistemin yeniden kurulmasına ilişkin olarak kemik iliği kök hücreleri­nin klinikte kullanıma girmesinden sonra geçtiğimiz 10-20 yıl süresince, nakil için kök hücrelerin toplanmasın-
da ve temininde bazı ilerlemeler sağlan­mıştır. Özellikle, aferez (hücre ayrıştır­ma) tekniklerinde oluşan gelişmeler ve kan büyüme faktörlerinin mobilizasyon tekniklerine girmesiyle periferal kanda­ki kök hücrelerinin oranını arttırmak ve yeterli sayıda kök hücre toplamak mümkün olmuştur. Dolayısıyla, klinik nakilde kullanılan insan kan kök hücre­lerinin birincil kaynaklan arasına peri­feral kan kök hücreleri (PKKH) de gir­miştir. İlk başarılı PKKH nakli 1985'te kronik miyeloit lösemili bir hastada ya­pılmıştır ve başarılı olduğu görüldük­ten sonra, PKKH'lerinin kullanıldığı na­killerde büyük bir artış olmuştur. Özel­likle, otolog (hastanın kendi kök hücre­lerinin kullanıldığı) kemik iliği naklinin yerine kullanılır duruma gelmiştir. Özellikle, lenfomalarda, bazı solit tü­mörlerde (meme kanseri gibi), multipl miyelomda ve lösemilerde önemli bir te­davi silahı olmuştur. Düşük tümör hüc­re kontaminasyon riski, genel anestezi riskinin olmaması, invaziv bir işlemi ge­rektirmemesi, poliklinik şartlarında ya­pılabilmesi, hızlı engrafman (yerleşim), morbiditenin daha düşük olması, yine­leyen ototransplantasyonların mümkün olması, hastane yatış süresinin az olma­sı, daha ucuz ve konforlu olması, gibi özellikler bu yöntemi avantajlı kılmak­tadır.
Son yıllarda, kan kök hücre kaynağı olarak göbek kordonundan elde edilen kan da kullanılmaktadır. 1980'li yılların başlarında bilim adamlarının yenidoğan bebeklerin kordon kanında da kemik iliğindekine benzer kök hücrelerinin bulunduğunu farketmeleri ile birlikte kordon kanından elde edilen bu hücre­lerin belirli hastalıkların tedavisinde kullanılabileceği fikri ortya çıktı. Göbek
Kemik iliği kök hücrelerinin farklılaşma ürünleri.
kordonu kanının, zengin bir kaynak ol­duğunun anlaşılması üzere 1988'den beri tedavi amaçlı kullanılmaya başlan­dı. 1988 yılında Fankoni aplastik anemi hastalığı bulunan bir çocuk ilk kez kor­don kanı ile tedavi edildi.
Elde edilen kordon kanının belirli koşullar altında toplanıp dondurularak saklanabileceği ve daha sonra gerek duyulduğunda çözülerek kullanılabile­ceğini fark eden Dr. David Harris 1992 yılında oğlunun kordon kanını kendi la-boratuvarında dondurarak sakladı. Da­ha sonra bu uygulamayı halka açması
Ne kadar fazla kan toplanabilirse, o ka­dar fazla kök hücre toplanmış demek­tir. Bununla birlikte, yaklaşık 30-60ml. kordon kanı alınması yeterli olmakta­dır.
Önceleri, özellikle hematopoietik kök hücre nakli sağlanacak bir akraba­nın bulunmaması durumunda, vücutla­rı daha az sayıda kök hücresine ihtiyaç duyan çocuklar için uygun bir seçenek olarak görünüyordu. Ancak, İngilte­re'nin Newcastle kentindeki Royal Vic­toria Hastanesi'nden Prof. Stephen Proctor ve arkadaşları 31 yaşındaki bir lösemi hastasına 7 bebeğin kordon ka­nı kök hücrelerini nakletti. Sonuçta, ilk kez yetişkin bir hastada göbek kordonu kök hücreleri kullanıldı ve olumlu so­nuç alındı. Burada, l bebeğin doku uy­gunluk antijenleri hastanınkiyle uyum­lu iken diğer 6 bebeğinki uyumlu değil­di. Nakil yapılan hasta, bu 6 bebeğin kök hücrelerini reddetmedi. Bunlarda uygun olan o tek kandaki kök hücrele­ri çoğaltıcı bir etki yaptılar ve hastanın iyileşmesi hızlandı.
Kordon kanı bankalarında kanlar iki amaç için saklanmaktadır;
Bunlardan ilki ve en önemli amaç bebeğin ileride kemik iliği nakli gerek­tirecek bir hastalığa yakalanması duru­munda kendisine ait sağlıklı kök hücre­leri kullanılarak tedavi edilebilmesi ve bu sayede uygun kemik iliği vericisi aranması gerekliliğinin ortadan kalk­masıdır. Kişinin kendi hücre ve dokula­rı ile uyum sorunu olmayacağından bu oldukça önemli bir avantajdır. Gerçi bu uygulamanın da riski bulunmaktadır. Bu tür uygulamalarda hastalığın yeni­den tekrar etme riski bulunmaktadır. Bu şekilde dondurularak saklanan kor­don kanı kök hücreleri, başta kanser ol­mak üzere çeşitli genetik hastalık riski taşıyan aileler için de büyük önem taşı­maktadır. Çünkü, bu hücreler gelecek­te dokusu uyan kardeşinin bazı hasta­lıklarında da tedavi amaçlı kullanılabili­yor. Ülkemizde de uygulanmaya başla-
Kan kök hücrelerin tedavi amacıyla kullanılması.
ile 1994 yılında dünyadaki ilk göbek kordonu kanı bankası ABD'de kurul­muş oldu. Takip eden yıllar içinde dün­ya üzerinde pek çok göbek kordonu ka­nı bankası kuruldu.
Kordon kanı kök hücrelerine ilişkin yapılan çalışmalar, bu hücrelerin kemik iliği kök hücrelerinden 10 kat kuvvetli olduğunu ortaya koydu. Yakın zaman­da Seattle Üniversitesi Fred Hutchin-son Kanser Merkezinden Irwin Berns-tein ve ekibi, göbek kordonundan al­dıkları kök hücreleri laboratuvar şartla­rında 100 misline çıkardıklarını bildir­diler.
Kordon kanı doğumdan hemen son­ra toplanır, kök hücreler ayrıştırılır ve -196 derecede sıvı nitrojende uygun tek­nikler kullanılarak dondurulur. Dondu­rulan hücreler daha sonra gerek duyul­duğunda çözülerek tedavide kullanılır.
Mart 2004 63 BlLlM ve TEKNİK
otopsi sonucunda, kalbinde ve beynin­de nakledilen kök hücrelerden kaynak­lanan hücreler saptandı. Bu hücrelerin kız kardeşinden gelen kök hücrelerden geldiği ise şöyle anlaşılıyor, normalde erkeklerin hücreleri XY genetik yapısın­dadır, oysa bu hücreler XX genetik (di­şi) yapısındaydı. Yapılan daha ileri ince­lemelerde, kalpteki bu hücrelerin kalp kası, beyindekilerin ise sinir hücresi ya­pı ve işlevinde oldukları tespit edilmiş. Normalde bu kök hücreler sağlıklı in­sanlara nakledildiklerinde bu şekilde farklılaşmazlar, ancak hasarlı doku ya­da organlara göç ederek oralarda fonk­siyonel hücrelere farklılaşırlar. Bu olgu­da da, kök hücre nakli yapılan çocuğun hastalığı beyin ve kalbini etkilemekte­dir. Bu nedenle, bu kök hücreler orada­ki hasarlı hücreleri yenilemek amacıyla farklılaşmışlardır.
Aslında bilim dünyası, kemik iliği-mizdeki kan yapıcı kök hücrelerin bir­çok vücut hücresini canlıda oluşturabil-dikleri bilgisini de benzer şekilde gene­tik yapısı uyumsuz bireyler (erkekten dişiye yada dişiden erkeğe) arasında ya­pılan kemik iliği nakilleri sonrasında öğrendi. Sonuçta, bu yeni çalışmalar kök hücre araştırmalarına büyük ivme kazandıracak. Çünkü, hücre tabanlı te­daviler için en büyük potansiyeli oluş­turan embriyonik kök hücreler üzerin­de etik tartışmalar devam ederken, ol­dukça yüksek potansiyele sahip kordon kanı kök hücrelerinin bu özelliği saye­sinde bir alternatif kaynak bulunmuş olmaktadır. Şimdiye kadar, özellikle kan sistemini yerine koymak amacıyla nakil tedavilerinde kullanılan ve gele­cekte aileler için bir sigorta gibi düşü­nülerek, dondurulup saklanan göbek kordonu kök hücrelerin, gelecekte baş­ta tip I diyabet olmak üzere Parkinson, Alzheimer gibi daha bir çok hastalığın tedavisi için bir ümit olabilir.
Prof.Dr. Erdal Karaöz Kocaeli Üniversitesi
Göbek kordonu kök hücrelerinin ışık mikroskopik görüntüsü.
kordon kanı kök hücreleri kullanılmak­taydı. Bu hücrelerin kemik iliğinden el­de edilen kök hücreler gibi vücudumu­zun diğer hücrelerini (kas, sinir ve ke­mik hücreleri gibi) de yapabileceği te­orik olarak biliniyordu. Hatta, laboratu-var koşullarında kordon kanı kök hüc­relerinin bu tip hücrelere dönüşebildiği bildirilmişti. Ancak, 12-17 Şubat 2004 tarihleri arasında Orlando da gerçekleş­tirilen Uluslar arası Kemik İliği Transp­lantasyon Araştırma Birliği toplantısın­da, Duke Üniversitesinden bir grup bi­lim adamı bu hücrelerin insan vücu­dunda kalp kası ve sinir hücrelerine farklılaştıklarını bildirdiler. Yakın geç­mişte ABD'de çok nadir görülen bir me-tabolik hastalık (kalbi ve beyini etkile­yen) nedeniyle yeni doğan kız kardeşi­nin göbek kordonu kök hücreleri nak­ledilen 4 yaşındaki bir erkek çocuğun bir süre sonra enfeksiyon nedeniyle öl­dü. Daha sonra, bu çocukta yapılan
nan bu yöntemle başarılı sonuçlar bildi­rilmeye başlandı. 6 yaşındaki lösemi hastası bir çocuğa kardeşinin göbek kordonu kök hücreleri nakledildikten sonra başarı sağlandı.
Kordon kanı bankacılığında ikinci temel amaç ise, saklanan kanın sahibi izin verdiği taktirde bu hastaların teda­vilerinde kullanılmasıdır.
Kordon kanı bankacılığının önemi İngiltere'de yakın zamanda ortaya çıktı. Dublin'de immün yetmezlik sorunu ile doğan bir çocuğa, teşhisten 10 gün sonra 6/6 uyumlu kordon kanı transp-lante edildi, 4 hafta sonra taburcu edil­di, 6 ay sonra bebek hematolojik ve im­münolojik olarak normaldi.
Önceki çalışmalarda kordon kanı kök hücrelerinin dondurulma işlemin­den sonra 3 ile 5 yıl süreyle saklanabi­leceği öneriliyordu. Ancak, Proce­edings of the National Acedemy of Sci-ences'de yayımlanan bir araştırmaya göre, bu hücreler 15 yıl sonra bile can­lılığını koruyabilmektedir.
Bugün dünyada birçok aile yeni do­ğan çocuklarının kordon kanlarını, ço­cukları ve kendilerinin gelecekteki bir­çok olası hastalığına karşı adeta bir si­gorta olabilir anlayışıyla dondurtmakta-dır. Başta ABD olmak üzere Avrupa'da-ki merkezlerde göbek kordon kanı ban­kacılığı yapılmaktadır. Kordon kanı saklanması, nispeten yüksek maliyetli bir uygulamadır. Örneğin, ABD'deki kordon kanı bankasında dondurma iş­lemi ve ilk birkaç yıllık saklama için 1500-2000$, daha sonraki her yıl için 90-100$ ödenmektedir. Özellikle ABD'deki sağlık alanındaki birçok çok uluslu şirket kordon kanı bankacılığı işine girmiş ya da girmektedir. Dolayı­sıyla, şirketler arasında sıkı bir rekabet yaşanmaya başladı. Ülkemizde de son zamanlarda bazı özel ve üniversite has­taneleri bünyesinde benzer merkezler kuruldu ve hizmet vermeye başladılar.
Bugüne kadar başta talesemi, lösemi gibi bazı kan hastalıkları olmak üzere 45'in üzerinde hastalığın tedavisinde
Erkekten kemik iliği nakli yapılmış dişinin kalbinde Y kromozomu pozitif kalp kası hücreleri izleniyor (oklar).
BİLİM ve TEKNIK 64 Mart 2004