Amyotrofik Lateral Sklerozda K

(1)

105

Amyotrofik Lateral Sklerozda Kök Hücre Uygulamalar›

Stem Cell Applications in Amyotrophic Lateral Sclerosis

D E R L E M E / R E V I E W

ÖZET

Amyotrofik lateral skleroz (ALS)’un ilerleyiflini durdurabilmek ve mümkünse ifllev kayb›n› geri döndürebilmek için üzerinde çal›fl›lan tedavi metodlar›ndan biri de kök hücre uygulamas›d›r. Deneysel motor nöron hastal›¤› modellerinde bugüne kadar farkl› metodlarla kök hücre uygulanm›fl; olumlu veya olumsuz olmak üzere birbirinden farkl› sonuçlar elde edilmifltir. ALS’li hastalara kök hücre uygulama- s› ile ilgili, uluslararas› indekslere giren dergilerde yay›mlanm›fl az say›daki insan çal›flmalar›n›n sonuçlar› ya olumsuz ya da metodolo- jik olarak ciddi eksiklikleri bulunan çal›flmalard›r. ALS hastal›¤›nda kök hücre uygulamas›n›n tedavi edici etkisi olup olmad›¤›n›n insanda araflt›r›labilmesi için gerekli ve yeterli laboratuvar verisi veya klinik veri bugün mevcut de¤ildir.

Anahtar Kelimeler: Kök hücreler, amyotrofik lateral skleroz, motor nöron hastal›¤›.

ABSTRACT

Stem Cell Applications in Amyotrophic Lateral Sclerosis

H. Özden fiener¹, Yeflim Parman², ‹hsan fiengün³, Filiz Koç⁴, Piraye Oflazer²

1Department of Neurology, Faculty of Medicine, University of Ankara, Ankara, Turkey

2Department of Neurology, Istanbul Faculty of Medicine, University of Istanbul, Istanbul, Turkey

3Department of Neurology, Faculty of Medicine, University of Dokuz Eylul, Izmir, Turkey

4Department of Neurology, Faculty of Medicine, University of Cukurova, Adana, Turkey

Stem cell application is one of the potential treatment methods for seizing the progression of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and for returning motor function if ever possible. Several different methods of stem cell application have been performed in experimen-

H. Özden fiener¹, Yeflim Parman², ‹hsan fiengün³, Filiz Koç⁴, Piraye Oflazer²

1Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı, Ankara, Türkiye

2İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye

3Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı, İzmir, Türkiye

4Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı, Adana, Türkiye

Turk Norol Derg 2009;15:105-108

(2)

Amyotrofik lateral skleroz (ALS) yayg›n üst ve alt motor nöron dejenerasyonu ile seyreden, semptomlar›n baﬂ- lang›c›ndan itibaren ortalama üç y›l içinde, genellikle solunum yetmezli¤ine ba¤l› olarak ölümle sonuçlanan bir hastal›kt›r (1). Progresif motor nöron harabiyetine mikroglial aktivasyon, astrositoz, lenfosit infiltrasyonu ve dendritik hücreler eﬂlik etmektedir (2). Etyopatogenezinde oksidatif stres ve glutamat eksitoksisitesi, viral infeksiyonlar, otoim- mün mekanizmalar, glial anormal aktivite, trofik faktörler- de azalma hipotezlerine dair farkl› derecede kan›tlar mevcut ise de hastal›¤›n nedeni bilinmemektedir (3).

Kesin ALS tan›s› genellikle baﬂlang›ç semptomlar›ndan itibaren 1-2 y›l gibi bir süre geçtikten sonra koyulabilir.

Hastal›¤›n bilinen tek tedavisi riluzoldür. Riluzol, bir glutamat antagonistidir. Bu ilac› kullanan hastalarda, kullanma- yanlara göre ömür yaklafl›k %20 uzam›fl olarak saptanm›fl- t›r (1). Baflka ajanlarla bugüne kadar 20 civar›nda klinik ça- l›flma yap›lm›flt›r. Kimi moleküller hayvan çal›flmalar›nda yüz güldürücü sonuçlar sa¤lasa da, insanda ALS’nin rilu- zolden bilinen baflka bir tedavisi yoktur (4).

Hastal›¤›n ilerleyiflini durdurabilmek ve mümkünse ifllev kayb›n› geri döndürebilmek için üzerinde çal›fl›lan tedavi metodlar›ndan biri de kök hücre uygulamas›d›r.

Kök hücrelerin kay›p motor nöronlar›n yerini alarak nö- ral a¤a entegre olmas› gerçekçi bir beklenti de¤ildir.

Umut edilen daha ziyade motor nöron ölümünün dur- mas›d›r (5).

LABORATUVARDAK‹ DURUM

ALS tedavi araﬂt›rmalar› için kullan›lan hayvan modeli SOD1^G93A farelerdir. SOD1 gen mutasyonu yarat›lan bu farelerde insandaki ALS hastal›¤›ndakine benzer klinik ve histopatolojik bulgular ortaya ç›kmaktad›r. ALS’de kök hüc- re tedavisi çal›ﬂmalar›nda da bu fareler kullan›lmaktad›r.

Motor nöron hastal›¤› modelinde kök hücre çal›flmala- r›nda birbirinden farkl› metodlar kullan›lm›fl ve farkl› so- nuçlar elde edilmifltir (6). Bafll›ca farkl›l›klar flu bafll›klar al- t›nda s›n›flanabilir:

• Modellerde s›çan, fare veya ›fl›nlanm›fl fare kullan›l- m›flt›r.

• Kimi çal›ﬂmada presemptomatik, kiminde sempto- matik hayvan kullan›lm›ﬂt›r.

• Her çal›flmada farkl› hücre kaynaklar› tercih edilmifltir: ‹nsan kortikal nöral kök hücre, insan servikal nöral kök hücre, insan mezenflimal kök hücre, insan umblikal kord

kan hücresi, fare kemik ili¤i hücresi, fare embriyonik kök hücre, fare nöral kök hücre, Sertoli hücre, insan teratokar- sinoma hücre.

• Kök hücre enjeksiyon yerleri farkl›d›r: Unilateral lomber omurilik (tek bölge), bilateral lomber omurilik (tek böl- ge), bilateral lomber omurilik (iki bölge), bilateral lomber omurilik (dört bölge), intratekal enjeksiyon, retrooküler enjeksiyon, intraperitoneal enjeksiyon.

• Enjekte edilen hücre miktar› her çal›ﬂmada farkl›d›r:

120.000, 50.000, 100.000, 60.000, 10.000, 20.000, 35.000.000, 5.000.000, 30.000.000, 75.000 hücre/bölge gibi de¤iﬂik say›da hücre kullan›lm›ﬂt›r.

• Çal›flmalarda elde edilen histolojik de¤ifliklikler farkl›- d›r: Kimi çal›flmada omurilikte yeni matür nöronlar izlen- mifl, bu nöronlar›n ilgili kasa ulaflt›¤› görülmüfltür. Kimi ça- l›flmada tersine yeni matür nöron izlenmemifltir.

• Klinik sonuçlar farkl›d›r: Etkisiz, hastal›k baﬂlang›c›n- da gecikme, ortalama ömürde uzama, paralizinin k›smen düzelmesi.

Do¤rudan kök hücre nakli d›fl›nda, bir de büyüme fak- törlerinin santral sinir sistemine ulaflt›r›lmas› çal›flmalar›

vard›r ki bunlar daha umut vericidir. Bu amaçla yap›lan laboratuvar çal›ﬂmalar›nda da benzer metod ve sonuç fark- l›l›klar› mevcuttur (6):

• Kimi çal›ﬂmada presemptomatik, kiminde sempto- matik hayvan kullan›lm›ﬂt›r.

• Her çal›ﬂmada farkl› faktörler nakledilmiﬂtir: IGF-1, IGF-1 ve GAG, GDNF, VEGF, CNTF, CNTF ve BDNF, NT3, NT3 ve CNTF, CT-1, CT-1 ve GDNF.

• Nakil yollar› farkl›d›r: ‹ntramusküler, subkütan, intraperitoneal, intraserebroventriküler, intravenöz (IV).

• Enjekte edilen faktör miktar› ve enjeksiyon uygulama süresi her çal›ﬂmada farkl›d›r: 0.1 µg/kg’dan 5 mg/kg’a kadar ve bir seferden yedi aya kadar.

• Klinik sonuçlar olumludur; yine de birbirinden farkl›- d›r: Hastal›k bafllang›c›nda gecikme, ortalama ömürde uzama, paralizinin kötüleflmesinin yavafllamas›.

Bu çal›flmalar, kök hücre uygulamalar›n›n baflka tedavi yöntemleri ile kombine edilmesi halinde motor nö- ron hastal›klar›nda daha yararl› sonuçlar al›naca¤›n› dü- flündürmektedir. Bunlar aras›nda viral vektörlerle gen nakli, farmakolojik ajanlar, büyüme faktörleri nakli say›- labilir (7).

106

Şener HÖ, Parman Y, Şengün İ, Koç F, Oflazer P. Stem Cell Applications in Amyotrophic Lateral Sclerosis

Turk Norol Derg 2009;15:105-108 tal motor neuron disease models; the beneficial effects of these studies are controversial. There are few stem cell studies on ALS patients reported in the literature. The results of these studies either negative or have serious methodological problems. There is no suf- ficient laboratory or clinical data for designing a stem cell application trial in ALS patients for today.

Key Words: Stem cells, amyotrophic lateral sclerosis, motor neuron disease.

(3)

Bugüne kadar yap›lan çal›flmalarda elde edilen laboratuvar verileri, ALS’nin kök hücreyle tedavisi yolunda umut vericidir. Ancak, bu amaca ulaflabilmek için preklinik çal›flmalar›n daha kesin sonuçlar vermesi gereklidir. ‹nsanda kök hücre etkinli¤i çal›flmalar›ndan önce güvenilirlik süreç- leri, optimal doz ve uygulama yolu hakk›nda daha net ve- rilere sahip olunmal›d›r (8).

ALS HASTALARINDA KÖK HÜCRE UYGULAMALARINDA BUGÜNKÜ DURUM ALS’li hastalara kök hücre uygulamas› ile ilgili, uluslararas› indekslere giren dergilerde yay›nlanm›fl az say›da ça- l›flma mevcuttur (9-12). Bu çal›flmalarda kullan›lan yön- temler ve çal›flmalar›n sonuçlar› ile ilgili bafll›ca de¤erlen- dirmeler flöyle s›ralanabilir:

• Öncelikle, literatürdeki deneysel ALS kök hücre çal›flmalar› genellikle süperoksid dismutaz-1 (SOD1) mutasyon- lu fareler üzerinde yap›lm›flt›r. SOD1-ALS ve sporadik ALS’de dejenerasyon mekanizmalar›n›n ayn› oldu¤una dair kesin kan›tlar yoktur. Bu nedenle SOD1 hayvan modeli- nin bu çal›flmalar için ideal model oluflturdu¤u net de¤ildir. Ayr›ca kök hücre transplantasyonu yap›lan ALS’li hastalarda SOD1 mutasyonu olup olmad›¤›na bak›lmam›flt›r.

• ‹nsanda yap›lm›ﬂ çok az say›daki çal›ﬂmaya bak›ld›-

¤›nda, araflt›rmalarda çal›flmaya dahil edilme ve d›fllama kriterleri aç›s›ndan tam bir netlik sa¤lanamad›¤› görülmek- tedir. Çal›flmaya al›nan hastalar›n anamnez, nörolojik mu- ayene ve laboratuvar verileri ›fl›¤›nda yeteri kadar irdelen- medi¤i anlafl›lmaktad›r. Hastalar›n ALS-fonksiyonel de¤er- lendirme skalas› ›fl›¤›nda de¤erlendirilmedi¤i, ayr›ca zorlu vital kapasite, solunum fonksiyon testi, kan gaz›, hastal›k süresi, bafllang›ç yafl›, transplante edilen hücrelerin tipi ve konsantrasyonu gibi parametrelerin oldukça de¤iflkenlik gösterdi¤i görülmektedir. Kök hücre tedavisinden sonraki izlem s›ras›nda ise, düzelme oldu¤u bildirilen hastalar›n yu- kar›da belirtilen klinik ve laboratuvar parametrelerinde ne gibi de¤ifliklikler oldu¤u iyi dokümante edilmemifl ve ob- jektif veriler sunulmam›flt›r (13).

• Kök hücre implantasyonunun yeri ve transplant›n ve- rilifl yolu aç›s›ndan (örn. spinal, beyin, intratekal, IV veya intraarteryel yol vb.) tam fikir birli¤i yoktur. Ayr›ca hangi kök hücrenin (örn. embriyonik kök hücre, eriflkin kök hüc- re, hematopoietik kök hücre vb.) uygulanaca¤›, yöntemle- rin birbirine üstünlü¤ü de netlik kazanmam›flt›r. Nitekim insanda yap›lm›fl baz› çal›flmalarda kemik ili¤i kökenli hüc- reler kullan›l›rken bir di¤er çal›flmada da modifiye olmam›fl hematopoietik kök hücreleri kullan›lm›flt›r. Modifiye olma- m›fl hematopoietik kök hücreleri ile yap›lan bu çal›flma, nö- roinflamasyonu bast›rmak ve gelecekte yap›lacak olas›

gen tedavilerine ›ﬂ›k tutacak bir ön çal›ﬂmay› içermektedir.

Ayr›ca, hematopoietik kök hücre ile yap›lan çal›ﬂmadan elde edilen sonuçlar ›ﬂ›¤›nda yazarlar›n yorumu, bu tedavi- nin ALS’li hastalarda halen olumlu olmad›¤› yönündedir.

• Kök hücre uygulamas› sonras› yap›lan hasta takiple- ri yeterli de¤ildir. Baz› çal›flmalarda tedavi sonras› hastala- r›n bir k›sm›na hiç vizit yap›lmad›¤›, bu hastalardan klinik gidifl konusunda telefon ile bilgi al›nd›¤› bildirilmifltir.

• Kök hücre transplantasyonu yap›ld›ktan sonra kaybedilen hastalar›n bir k›sm›n›n hastal›¤›n progresyonuna ba¤l› olarak kaybedildikleri, baz› hastalar›n ise infeksiyon nedeniyle öldükleri bildirilmifltir. Bu ölümlerin kök hücre transplantasyonu ile iliflkili olup olmad›¤› (en az›ndan infeksiyon nedeniyle kaybedilen hastalarda) detayl› olarak ir- delenmemifltir.

• Çal›flmaya al›nan ve kaybedilen hastalar›n hepsine postmortem inceleme yap›lmam›flt›r. Dolay›s›yla verilen kök hücrelerin sinir sisteminde ne gibi histopatolojik de¤ifliklik- lere yol açt›¤› net olarak ortaya konamam›flt›r (14,15).

• Çal›flmalar aç›k uçlu olup kontrol gruplar› oluflturul- mam›flt›r.

• Appel ve arkadafllar›n›n çal›flmas›nda hastalar, mer- kezin arflivindeki hastalardan cinsiyet, yafl, hastal›k bafllan- g›ç yafl›, klinik tutulum fliddeti, zorlu vital kapasite gibi pa- rametrelere göre efllefltirilen kontrol grubu ile karfl›laflt›r›l- m›flt›r (9). Bu çal›flmada, IV yolla allojenik kök hücre uygulamas› sonucunda kök hücrelerin omurili¤e ulaflt›¤› göste- rilmifltir. Yine de; hastalar›n yaflam süreleri uzamam›flt›r.

Konuya dünyadaki hasta dernekleri aç›s›ndan bak›ld›-

¤›nda da Dünya ALS Birli¤i (www.alsmndalliance.org), Amerikan Kas Hastal›klar› Derne¤i ALS Birimi (www.als- mda.org), ‹ngiliz ALS-MND Derne¤i (www.mndassociati- on.org) gibi kurulufllarda ALS’de kök hücre uygulamalar›- n›n umut verici oldu¤u ancak uygulaman›n bugün için bir tedavi olarak alg›lanamayaca¤›, bir tedavi olarak yerini ala- bilmesi için bilimsel çal›flmalar›n sürmesi gerekti¤i konusunda hastalar uyar›lmaktad›r. Ayr›ca, ‹ngiltere Sa¤l›k Ba- kanl›¤› 4 Aral›k 2008 tarihinde yapt›¤› aç›klama ile vatan- dafllar›n›, uluslararas› internet sayfalar› arac›l›¤› ile “kök hücre tedavisi” veya “kök hücre çal›flmalar›”na kat›lma ça¤r›lar›na karfl› uyarm›flt›r (http://www.dh.gov.uk/

en/Publichealth/Scientificdevelopmentgeneticsandbioet- hics/Stemcell/index.htm).

ALS’nin fatal bir hastal›k oldu¤u göz önüne al›nd›¤›n- da, cerrahi yolla omurilik içerisine kök hücre implantasyonunun tedavi edici etkisini ortaya koymak için, yalanc› cerrahi uygulanan kontrol grubu ile bir karfl›laflt›rma yapmak da söz konusu edilmektedir. Bununla ilgili etik sorunlar he- nüz çözümlenmemifltir.

Yöntemin santral sinir sistemi hastalar›nda kullan›m›- n›n emniyeti ile ilgili kuflkular vard›r. Amerikan G›da ve ‹laç Dairesi, torakal omurilik tam kesisi olan 12 hastaya embriyonik kök hücre kaynakl› oligodendrosit prekürsörlerinin implantasyonuna iliflkin bir faz I emniyet çal›flmas›na izin vermiflse de, bu konudaki endifleler sürmektedir (16). Zira,

107 Turk Norol Derg 2009;15:105-108

Amyotrofik Lateral Sklerozda Kök Hücre Uygulamaları Şener HÖ, Parman Y, Şengün İ, Koç F, Oflazer P.

(4)

çok yeni bir makalede, embriyonik kök hücre implantasyo- nu uygulanan bir ataksi telenjiektazi hastas›nda, verici kaynakl› tümör geliﬂti¤i bildirilmiﬂtir (17).

Yap›lan çal›flmalardaki hasta say›s› ve sunulan veriler olumlu yorum yapmak için yeterli görülmemektedir. Mev- cut hayvan deneyleri ve insan çal›flmalar›n›n sonuçlar›, ALS’li hastalarda kök hücre uygulamas›na yönelik yeni insan çal›flmalar› için gerekli ve yeterli bilimsel temel olufltur- mamaktad›r. Her bir hasta için oldukça yüklü maliyet ge- rektiren bu uygulamalar› bir tedavi protokolü olarak belir- lemeden önce kök hücrelerin ALS’deki etkisini görmek için bu konuda iyi planlanm›fl, genifl bütçeli, etik ve kontrollü çal›flmalar›n yap›lmas›na ihtiyaç vard›r. Ancak bundan da önce, yeni insan çal›flmalar› için, hayvan çal›flmalar›ndan daha net ve somut veriler sa¤lanmas› gerekmektedir.

SONUÇ

Hayvan çal›flmalar›nda henüz deneysel motor nöron hastal›¤›nda kök hücre nakli için kullan›lacak ideal bir yön- tem (doz, uygulama yeri, kök hücre nitelikleri, nakil tekrar say›s›) belirlenebilmifl de¤ildir. Az say›daki insan çal›flmala- r›n›n sonuçlar› ya olumsuz ya da bilimsel olarak zay›f ve geçerlilikleri hakk›nda ciddi flüpheler uyand›ran çal›flmalar- d›r. ALS hastal›¤›nda kök hücre uygulamas›n›n, yaln›z ba- fl›na veya gen tedavisi, büyüme faktörleri nakli gibi di¤er baflka metodlarla birlikte kullan›lmas›n›n tedavi edici etkisi olup olmad›¤›n›n insanda araflt›r›labilmesi için gerekli ve yeterli laboratuvar verisi veya klinik veri bugün mevcut de-

¤ildir. Bu nedenlerle mevcut bilimsel veriler ›ﬂ›¤›nda bugün için “ALS’li hastalarda kök hücre uygulamas›” deneyine baﬂlamak uygun de¤ildir.

KAYNAKLAR

1. Eisen A. Amyotrophic lateral sclerosis: A 40-year personal pers- pective. Clin Neurosci 2009;16:505-12.

2. Henkel JS, Engelhardt JI, Siklós L, Simpson EP, Kim SH, Pan T, et al. Presence of dendritic cells, MCP-1, and activated microg- lia/macrophages in amyotrophic lateral sclerosis spinal cord tis- sue. Ann Neurol 2004;55:221-35.

3. Bruijn LI, Miller TM, Cleveland DW. Unraveling the mechanisms involved in motor neuron degeneration in ALS. Annu Rev Ne- urosci 2004;27:723-49.

4. Miller RG, Bouchard JP, Duquette P, Eisen A, Gelinas D, Harati Y, et al. Clinical trials of riluzole in patients with ALS. ALS/Rilu- zole Study Group-II. Neurology 1996;47(Suppl 2):86-90.

5. Kim SU, de Vellis J. Stem cell-based cell therapy in neurological diseases: A review. J Neurosci Res Early View (Articles online advance of print) 2009 Mar 19.

6. Hedlund E, Hefferan MP, Marsala M, Isacson O. Cell therapy and stem cells in animal models of motor neuron disorders. Eur J Neurosci 2007;26:1721-37.

7. Lepore AC, Maragakis NJ. Targeted stem cell strategies in ALS.

Neurochem Int 2007;50:966-75.

8. Garbuzova-Davis S, Sanberg PR. Feasibility of cell therapy for amyotrophic lateral sclerosis. Exp Neurol 2009;216:3-6.

9. Appel SH, Engelhardt JI, Henkel JS, Siklos L, Beers DR, Yen AA, et al. Hematopoietic stem cell transplantation in patients with sporadic amyotrophic lateral sclerosis. Neurology 2008;71:

1326-34.

10. Mazzini L, Mareschi K, Ferrero I, Vassallo E, Oliveri G, Nasuelli N, et al. Stem cell treatment in amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol Sci 2008;265:78-83.

11. Deda H, Inci MC, Kürekçi AE, Sav A, Kayihan K, Ozgün E, et al.

Treatment of amyotrophic lateral sclerosis patients by autolo- gous bone marrow-derived hematopoietic stem cell transplan- tation: A 1-year follow-up. Cytotherapy 2009;11:18-25.

12. Martinez HR, Gonzalez-Garza MT, Moreno-Cuevas JE, Caro E, Gutierrez-Jimenez E, Segura JJ. Stem-cell transplantation into the frontal motor cortex in amyotrophic lateral sclerosis pati- ents. Cytotherapy 2009;11:26-34.

13. Bek S, Kasikci T, Odabasi Z. Reinnervation cannot be interpre- ted as an indicator of electrophysiologic improvement in am- yothrophic lateral sclerosis. Cytotherapy 2009;11:256-7.

14. Badayan I, Cudkowicz ME. Is it too soon for mesenchymal stem cell trials in people with ALS? Amyotroph Lateral Scler 2008;9:321-2.

15. Mazzini L, Vercelli A, Mareschi K, Ferrero I, Testa L, Fagioli F.

Mesenchimal stem cells for ALS patients. Amyotroph Lateral Scler 2009;10:123-4.

16. Patoine B. Nerve Center: Stem cells surge forward to clinical tri- als, but fears remain. Ann Neurol 2009;65:9-11.

17. Amariglio N, Hirshberg A, Scheithauer BW, Cohen Y, Loewent- hal R, Trakhtenbrot L, et al. Donor-derived brain tumor follo- wing neural stem cell transplantation in an ataxia telangiecta- sia patient. PLoS Med 2009;6:e1000029.

Yaz›ﬂma Adresi/Address for Correspondence Prof. Dr. H. Özden ﬁener

‹bn-i Sina Hastanesi Nöroloji Bölümü K-3 06100 S›hhiye, Ankara/Türkiye E-posta: senerozden@gmail.com

geliﬂ tarihi/received 23/07/2009 kabul ediliﬂ tarihi/accepted for publication 06/08/2009

108

Şener HÖ, Parman Y, Şengün İ, Koç F, Oflazer P. Stem Cell Applications in Amyotrophic Lateral Sclerosis

Turk Norol Derg 2009;15:105-108