Vücudun herhangi bir yerindeki hasarı onarmaya hazır, bir tek hücre-den sınırsız canlı doku kaynağı yara-tılabilmesi bir düş mü?
Çok seyrek rastlanan ve öldürücü bir kanser türü olan teratokarsinoma, insanlara yaşam veren devrim yarata-cak işlemler hakkında düşünmeye başlama açısından garip bir çıkış noktası gibi görünebilir. Ancak, bu kanser türüyle ilgili her şey zaten çok garip. Erbezleri ve yumurtalık-larda oluşan bu tümörler, daha sonra, bağırsaklarda, kas dokusunda, sinir-lerde, hatta dişlerde bile filizleniyor. Değişik zamanlarda ve kültürler-de teratokarsinoma, bir insanın bü-yüyle uğraştığının ya da bazı günah-lara saplandığının bir işareti ogünah-larak görülürdü. Oysa gerçekte teratokar-sinoma, bütün hücrelerin anası olan bir hücrenin, embriyonik kök hücre-sinin, denetimden çıkarak çevresine saldırması sonucu oluşur.
Embriyonik kök hücreleri, yumur-ta döllendikten birkaç gün sonra mey-dana gelir. Blastosit denen bu erken
dönemdeki yumurta, rahime doğru yuvarlanan bir topa benzer. Topun dış kısmındaki hücreler daha sonra pla-sentayı, iç kısımdakilerse embriyoyu oluşturur. İşte embriyoyu oluşturan ve hızla çoğalan bu hücreler, embriyonik kök hücreleridir. Daha sonra bunların kimisi ritmik atışları olan kalp hücre-lerine, kimisi ince uzun aksonlarıyla bir sinir hücresine ya da bir savunma hücresine döner. Elbette her şey yo-lunda giderse…İşler yoyo-lunda gitmez de bazı terslikler olursa, embriyonik kök hücreleri, henüz bilinmeyen et-kenler onları harekete geçirene değin değişmeden, orijinal hallerinde kalır-lar. Bu etmenler ortaya çıktığındaysa, yanlış yerlerde yanlış dokular oluştu-rurlar. Sonuç: Teratokarsinoma. Yakın zamana değin bu hücrelerin, insan vü-cudunun yaklaşık iki yüz dokusundan herhangi birini oluşturma potansiyeli-ne sahip olduğu düşünülüyordu. Ne var ki, geçtiğimiz şu birkaç ay içinde her şey değişti.
Yapılan araştırmalarda, insan embriyosundan alınacak embriyonik
kök hücrelerinin bir deney kabında sınırsızca büyütülebileceği bulundu. Ardından, Dolly çıktı ortaya: Olgun bir sütbezi hücresinden yaratılan ilk koyun. Son olarak da, çok az bir tek-nik müdahaleyle, fare sinir hücreleri-nin kas hücrelerine; insan ilik hücre-lerinin de sinir hücrelerine dönüşe-bildiği bulundu.
Hücrelere yeni dokular oluşturta-bilmek, ya da doku türlerini birbirine dönüştürebilmek çok büyük yararlar sağlayabilir. Dünyanın her yerinde pek çok insan organ nakli için sıra bekliyor. Kuramsal olarak, sadece bir tip hücre, yüzlerce ya da binlerce hastayı tedavi edebilecek kadar orga-na dönüştürülebilir. Derin donduru-cular, kullanıma hazır savunma hüc-releri, sinirler, kalp ya da karaciğer dokularıyla dolabilir. Bu sağlam do-kular sayesinde de, alzheimer ve par-kinson hastalıkları, omurilik zede-lenmeleri, kalp ya da şeker hastalık-ları tedavi edilebilir.
Her ne kadar bilim adamları bu olası yararları açıklamakta hevesli
ol-72 Bilim ve Teknik
Süper Hücreler
Vücudumuzda yer alan bütün hücrelerin, türü ne olursa olsun, kaynağı araştırıldığında embriyonik kök hücreleri karşımıza çıkar. Beyindeki nöronlar
İskelet kaslarını oluşturan hücreler Midenin iç yüzeyini oluşturan hücreler Üst deri hücreleri Gliyal hücreleri
Kırmızı ya da beyaz kan hücreleri
salar da, gerçekte bu işin nasıl başarı-labileceği konusunda kesin bir yanıt-ları yok henüz. Ancak gerçek olan bir şey var ki, bu hiç de kolay olmayacak gibi görünüyor.
Yapılan son araştırmalarda, bey-nin en az değişime uğrayan hücreleri olan sinir kök hücreleri kullanılmış. Bütün beyaz kan hücreleri etkisiz ha-le getirilmiş olan fareha-lerin kemik ili-ğine yerleştirilen bu beyin hücreleri-nin, yeni ortamda beyaz kan hücrele-rine dönüştüğü gözlenmiş. Bu du-rumda şu soru akla geliyor: Acaba hücreler, bir şekilde, karakterlerini değiştirmeyi mi öğreniyorlar?
Yapılan başka bir araştırma, insa-nın kemik iliğindeki hücrelerin de benzer değişimleri gösterebildiğinin ipuçlarını veriyor. Normalde kas ve bağ dokularına dönüşebilen insan stromal ilik hücreleri, farelerin be-yinlerine yerleştirildiklerinde sinir hücresi gibi davranmaya başlıyorlar.
Vücudumuzda gerçekleşebilen bu başarılar, aynı işlemlerin laboratu-var ortamlarında da başarıyla yürütü-lebileceği anlamına gelmiyor kuşku-suz. Embriyonik kök hücrelerinin her çeşit dokuya dönüşebildiği doğ-ru; ama, bunu başarabilmek için bazı uyarıları kullanıyorlar. Örneğin bü-yüme faktörleri, fiziksel etkenler, ve hatta komşu hücrelerden gelen elektrik yükleri bunlardan bazıları.
İşte bu etkenler altında, değiş-mekte olan hücrede bazı genler et-kin hale geçerken, bazıları da etet-kin- etkin-liklerini yitiriyor. Aynı mekanizma, hücreler yeni bir dokuya
sokulduğunda da gerçekle-şiyor olmalı. Çözülmesi ge-reken bu kadar karmaşık bir sistem karşısında kök hücreleriyle çalışan araştır-macılar, işlerini hızlandıra-cak yeni teknolojilerden umutlular.
Çözüm bekleyen ilk so-run, kök hücrelerini labora-tuvar ortamında çoğaltır-ken, bir yandan da değişe-rek başka hücrelere dönüş-melerini engellemek. Çün-kü, embriyodan ayrılan kök hücreleri laboratuvar ortamında hemen terato-karsinomalar gibi doku yı-ğınları oluşturuyorlar.
Öte yandan, fareler de bile geliş-meyi harekete geçiren etkenler tam olarak bulunamadı. Yine de, elimizde bazı bilgiler var. Retinoik asit, örne-ğin, fare embriyonik kök hücrelerini sinir hücrelerine dönüştürüyor. BMP4 gibi başka etkenler de bunları kas, kemik ya da tendon hücrelerine dönüşürüyor. Ancak, geçtiğimiz yir-mi yılda fare embriyonik kök hücre-leri ve teratokarsinoma hücrehücre-leriyle yapılan araştırmalardan bazı sonuçlar elde edilmesine karşın, araştırmacılar henüz bir doku yapabilmiş değiller.
Günümüzde yaklaşık yüz farklı büyüme hormonu tanımlanmış du-rumda. Her geçen gün de yenileri bu-lunuyor. Görünen o ki, özel dokular yalnızca, bu proteinler doğru kombi-nasyonda ve doğru sırayla verilirse ge-lişecekler. Sonuç olarak yapılacak iş, doku tipleri için doğru olacak tanım-ları bulmak. Bu pek de insanın tek başına yapabileceği bir iş gibi görün-müyor. Bazı araştırmacılar bu kombi-nasyonları belirlemek için bilgisayar denetimli robotlar geliştirmişler bile. Bu sistemde posta kartı büyüklüğün-de ve her biri 1500 kuyucuk içeren ta-baklar kullanılıyor. Başlangıçta her bir kuyucuğun içinde bir kök hücresi bu-lunuyor. Daha sonra, her saat başı, hücreler büyüyüp bölündükçe, robot kol her kuyucuğu mikroskobun altına kaydırıyor. Burada fotoğrafları çekili-yor ve bilgisayara kaydediliçekili-yor. Sonra da hücrelerin büyümeleri, şekil ve hareketlerindeki değişiklikler, ve hat-ta yüzeylerindeki proteinlerin
görü-nümü, hangi genlerin etkin olduğu değerlendiriliyor. Geliştirilen bu siber asistan, çoktan değerli sonuçlar ver-meye başlamış bile.
Buna seçenek oluşturacak başka bir çözümse, embriyonik kök hücrele-rinin istedikleri kadar değişmelerine olanak verip, daha sonra akıllıca bir yöntemle yalnızca istenilen dokunun hücrelerinin ayıklanması. Bu amaçla yapılan bir çalışmada, embriyonik kök hücrelerine bir ilaca karşı direnç sağla-yan bir gen aktarılmış. Ayrıca bu genin sadece elde edilmek istenen kalp kası hücrelerinde çalışabilmesi sağlanmış. Sonuçta embriyonik kök hücreleri de-ğişmeye başladıklarında ortama bu ilaç verilmiş ve doğal olarak bu ortam-da sadece kalp kası hücreleri canlı kal-mış. Elde edilen bu hücreler farelere enjekte edildiğinde, bunların kalp do-kusuna yerleştikleri ve vücudun nor-mal hücreleriyle uyum içinde çalıştık-ları gözlenmiş.
Umutlandırıcı başka bir geliş-meyse, araştırmacıların embriyonik kök hücrelerini ilkel ektoderm do-kusuna çevirebilmiş olmaları. Daha heyecan verici bir gelişme, büyüme hormonlarıyla oynanarak, bu hücre-lerin tekrar embriyonik kök hücrele-rine çevrilebilmeleri.
Yetişkin bir hayvandan alınan hücrelerin bir doku tipinden diğeri-ne dönüştürülebilmesi, en az embri-yonik kök hücreleri kadar güçlü hüc-reler yaratılabileceği umudunu do-ğuruyor. Bu sayede embriyolardan alınacak dokuların kullanımıyla ilgi-li etik tartışmalar da olma-yacak. Ayrıca, hücre hasta-nın kendisinden alınacağı için de, dokunun vücut ta-rafından reddedilmesi en-gellenecek.
Sonuç olarak, embriyo-nik kök hücrelerinin sağla-dığı yarar, varolmaları değil, bazı hücrelerin nasıl değişe-bildikleri hakkında verdik-leri ipuçları. Eğer bu hücre-lerde genlerin işlevleri anla-şılırsa, güçlerinin kaynağı da anlaşılmış olacak. İşte araştırmacılar şimdi dikkat-lerini bu yöne çevirdiler.
Kaynak: Philip Cohen, New Scientist, 24 Nisan 1999 Çeviri: Armağan Koçer Sağıroğlu
Temmuz 1999 73 Embriyonik kök hücreleri, diğer embriyonik kök hücrelerini oluşturur Embriyonik kök hücreleri Embriyonik kök hücreleri Blastosit Myeloit ana hücresi Mezoderm
Lenfoid ana hücresi
B lenfosit T lenfosit Monosit Nötrofil Özinofil Bazofil Plateletler Kırmızı kan hücreleri Ektoderm Endoderm
