KÖK HÜCRE NEDİR?

Kök hücreler kendini yenileme ve spesifik hücrelere dönüşebilme yeteneğine sahip hücrelerdir.

Diğer organ hücreleri örn; karaciğer hücresi, kalp hücresi belli bir fonksiyon görmesine rağmen kök hücreler ayrışmamışlardır ve spesifik bir hücreye dönüşmesi için bir uyarı gelmediği takdirde ayrışmamış olarak kalırlar. Ayrışmamış hücrelerin bölünerek, kas hücresi veya sinir hücresi gibi belli bir fonksiyon gören hücreye dönüşmesine diferansiasyon denir ve bu yetenekleri onları eşsiz kılar. Kök hücreler değişik tiplerde olmak üzere embryodan,fetustan ve erişkinlerden elde edilirler.


KÖK HÜCRELER HAKKINDA TANIMLAR VE GENEL KONSEPTLER

Kök Hücreler: Bir kök hücre embryodan, fetustan ve erişkinden elde edilebilen, belli şartlar altında uzun süre, erişkinde bir yaşam boyu kendini yenileyebilen (self renew) hücrelerdir. Bu hücreler ayrıca dokuları ve organları oluşturan spesifik hücrelere de dönüşebilme (diferansiyasyon) yeteneğine sahiptirler.

Pluripotent Kök Hücre:Bir pluripotent kök hücre tüm vücut hücrelerinin köken aldığı her üç germ yaprağı (mezoderm, endoderm, ekdoderm) hücrelerine dönüşebilen bir hücredir.
Embryonik Kök Hücre: Embryonik kök hücreler blastokist adı verilen erken embryonun iç hücre kütlesinden elde edilen kök hücrelerdir.

Embriyonik Germ Hücreler: Embriyonik germ hücresi özellikle 5-10 haftalık fetusun primordial germ tabakasından elde edilen hücrelerdir.

Diferansiasyon: Diferansiasyon ayrışmamış bir hücrenin ( örn; bir kök hücrenin ) vücuttaki spesifik bir hücreye dönüşme işlemine verilen addır. Diferansiasyon, bir takım ganlerin aktive olduğu bazılarının inaktive olduğu karmaşık bir prosesdir.Bunun sonucunda diferansiye olan bir hücre spesifik bir yapıya bürünür ve belli bir fonksiyonu vardır.Örneğin, olgunlaşmış bir sinir hücresinin diğer sinir hücreleri ile iletişimi sağlamak üzere elektrokimyasal sinyal alıp vermeyi sağlayan ince, fiber dokuya benzeyen çıkıntıları vardır.Laboratuvar şartlarında bir kök hücre diğer hücrelere (örn; sinir, kalp veya pankreas hücresine) dönüştürülebilir ve buna yönlendirilmiş (directed) diferansiasyon denir.

Erişkin Kök Hücreler: Erişkin kök hücresi,diferansiye olmuş bir dokuda ayrışmamış halde bulunan ve kendini yenileyip köken aldığı organın spesifik hücresine dönüşebilen hücrelerdir.
Plastisite: Plastisite erişkin bir kök hücrenin bir dokudan diğerine dönüşme özelliğine denir.Örneğin kemik iliğinden elde edilmiş kök hücreler deneysel şartlarda nöronlara ve beyinde bulunan diğer hücrelere dönüşebilirler. Doğru çevresel şartlar sağlandığında erişkin kök hücrelerin genetik olarak yeniden programlanarak diğer dokuların karakteristik özelliğini taşıdığını gösteren kanıtlar mevcuttur.
Klonlanma ve Klonlanarak Elde Edilebilme: Bir hücre tek bir hücrenin bölünmesi ile kendi genetik ikizini üreterek çoğalabiliyorsa bu hücrenin klonlanabilme özelliği taşıdığını söyleyebiliriz. Araştırmacıların kök hücreleri tamamı ile anlayabilmesi ve hücre ve doku yenilenmesinde kullanabilmesi için bu hücrelerin genetik yeteneklerinin ve fonksiyonel kapasitelerinin iyice bilinmesi gerekir. Embriyodan ve fetustan elde edilen insan pluripotent kök hücreleri yapıları gereği klonlanabilirler fakat erişkin kök hücrelerinin klonlanma özelliği ancak birkaç çalışmada gösterilebilmiştir.

Progenitor ve Öncü Hücreler: Öncü hücreler fetal veya erişkin dokuda bulunurlar ve kısmen ayrışmışlardır; bölünürler ve diferansiye olurlar. Bilim adamları öncü hücrelerle erişkin hücreleri genellikle şu şekilde ayırt ederler: bir kök hücre böiündüğü zaman meydana gelen iki yeni hücre kendilerini yenileme yeteneğine sahiptirler. Aksine öncü hücreler bölündüğü zaman kendilerini yenileme yeteneği olmayan ya iki öncü hücreye veya iki spesifik hücreye dönüşürler. Öncü hücreler karaciğer ve beyin gibi organlarda , organın bütünlüğünü ve fonksiyonunun devamını sağlamak için ölen hücrelerin yerini alırlar.Öncü hücreler birbirleriyle ilgili hücrelere örn; lenfositlerden T hücrelere, B hücrelere veya NK hücrelere dönüşebilirler fakat başka hücrelere dönüşmezler.


    EMBRİYONİK KÖK HÜCRELER

    Embriyonik kök hücreler blastokist denilen 4-5 günlük embriyonun iç hücre kütlesinden elde edilirler. Blastokist embriyonun rahim duvarına yerleştirilmeden önceki safhasıdır.Bu safhada embriyo 150 hücreden oluşan ve dış kısmında yuvarlak bir daire oluşturacak şekilde dizilmiş hücreler ,( trofekdoderm)sıvı dolu bir kavite (blastosel) ve iç kısımda bir küme hücre içeren bir yapı şeklindedir. Ayrıca gelişmekte olan bir fetusun primordial germ hücrelerinden de embriyonik kök hücrelere benzeyen hücreler elde edilebilir. Insan embriyonik germ hücreleri, fetusun bir parçası olan gonadal yapıdan köken alan primordial germ hücrelerinden elde edilir.

    Embiyonik kök hücreler 5 günlük embriyodan elde edilir. ES (embriyonik kökhücreler) hücrelerden hücre kültürü oluşturabilmek için blastokistin dış kısmı çıkarılır ve iç hücre kütlesi elde edilir.Bu hücrelerin kültüre edilmesi sonucunda pluripotent kök hücreleri elde edilir.Pluripotent özelliğe sahip bir kök hücre kendini yenileme özelliğine sahiptir ve pek çok vücut hücresine dönüşebilir.Insan ES hücreleri ve insan EG (embriyonik germ) hücreleri özelliklerini kaybetmeden uzun süre kendilerini yenileyebilirler.

    Insan germ hücreleri de benzer özellikler göstermesine rağmen bazı noktalarda ayrılırlar. Her ikisi de uzun bir süre kromozomal bir sapma göstermeden bölünebilirler, kültürde XX ve XY üretebilirler, ve pluripotent hücre özellikleri gösterirler. Her ikisi de spontan olarak üç germ yaprağından köken dokulara dönüşebilirler.

    Ancak, insan blastokistinden elde edilen embryonik kök hücreler ve ve embryonik germ hücreleri, invitro büyüme özellikleri ve invivo olarak gösterdikleri özellikler açısından farklıdır. Insan ES hücrelerinin iki yıl boyunca kültürde birkaç yüz doubling time (iki katına çıkma zamanı) yaptığı gösterilmiş iken EG hücreleri sadece 70-80 doubling time yapabilmiştir. Ayrıca insan ES hücreleri immunosupresyon yapılmış farede farklılaşmış hücre içeren teratom oluştururken, EG hücreleri böyle bir özellik göstermemiştir.

    Embriyonik kök hücrelerinin potansiyel kullanımı: Insan ES hücreleri ile tedavi edilebilecek hastalıklar arasında Parkinson, diabet, travmatik spinal kord yaralanmaları, Purkinje hücre dejenerasyonu, Duchenne tipi musküler distrofi, kalp yetmezliği, ve osteogenezis imperfekta sayılabilir. Ancak, ES hücreleri ile tedavi yapılabilmesi için hücrelerin transplanttan önce spesifik hücrelere dönüştürülmüş olması gerekir. Ayrıca, bu tedavilerin hepsinin hipotetik ve deneysel aşamada olduğunu belirtmek gerekir.


    ERİŞKİN KÖK HÜCRESİ

    Erişkin kök hücrelerinin,diğer tüm kök hücreler gibi iki önemli özelliği vardır. Birincisi, uzun süre kendilerini kopyalayabilme özelliğine sahiptirler.Ikincisi, özel bir fonksiyonu ve morfolojisi olan spesifik bir hücreye dönüşebilirler. Kök hücreler ayrışmadan (diferansiye olmadan) önce ara bir safha geçirirler. Bu safhadaki hücrelere öncü veye progenitor hücre adı verilir. Fetal ve erişkin dokudaki progenitor hücreler yarı farklılaşmışlardır ve bölünerek matur hücrelere diferansiye olabilirler.
   
    Erişkin tip kök hücreler dokularda nadir bulunurlar. Birincil görevleri bulundukları dokuda hücre ölümü veya doku hasarı meydana geldiğinde kısmen dokuyu tamir etmektir.Bulundukları ortama göre farklı davranış gösterirler örneğin; hemotopoetik kök hücreler olgunlaşmış kan hücrelerine dönüşmek üzere kemik iliği tarafından sürekli üretilirler.Bu hücrelerin en önemli görevleri kan hücrelerini yenilemektir.Bunun tersine ince bağırsaktaki kök hücreler sabittir (sürekli üretilmezler), ve fiziksel olarak oluşturdukları matür hücrelerinden kolaylıkla ayırt edilebilirler. Kök hücresi içerdiği bildirilen erişkin organ ve doku listesine her gün bir yenisi eklenmektedir,bunlar arasında kemik iliği, periferik kan, beyin, spinal kord, diş kökü, kan damarları,çizgili kas, derinin epitel tabakası,sindirim sistemi, kornea, retina, karaciğer ve pankreas bulunmaktadır.

    Bir hücrenin erişkin tip kök hücre olarak tanımlanabilmesi için, o hücrenin organizmanın yaşamı boyunca kendini yenileyebilmesi gerekir.Buna ilave olarak, bu tip kök hücrelerin klonlanabilmesi gerekir, diğer bir deyişle ihtiyaç olduğunda olgunlaşmış hücrelere dönüşebilecek kendisiyle aynı genetik özelliklere sahip hücreler üretebilmeleridir. Dönüştüğü hücrelerin tamamıyla matür bir hücre fenotipinde olması, bulunduğu dokuya entegre olması, ve o dokuya ait fonksiyonu yerine getirebilmesi gerekir. Fenotip terimi, o hücreye ait gözlenebilen tüm özellikleri içerir,bunlar; hücrenin şekli, diğer hücrelerle olan ilişkileri ve bulunduğu ortam, hücre yüzeyinde bulunan proteinler, ve hücrenin davranışları ile ilgilidir.


ERİŞKİN KÖK HÜCRE TİPLERİ

Sinir Sistemindeki Erişkin Tip Kök Hücre: Bilim adamları fetus ve erişkin beyninde bulunan kök hücrelerin bölünerek yeni kök hücreler oluşturduğunu veya precursor hücrelere dönüştüğünü tahmin etmektedir.
Nöronal prekürsorlar (nöroblast da denir) bölünerek sinir hücrelerine dönüşür.
Kemik Iliğindeki Kök Hücreler: Kemik iliğinde iki tür kök hücre vardır.

1) Kemik iliği hemotopoetik kök hücreleri
2) Kemik iliği stromal kök hücreleri

Hemotopoetik kök hücreler vücuttaki tüm kan hücrelerini oluşturmakla görevlidirler.Stromal hücreler ise kemik, kıkırdak,yağ, fibröz doku meydana getirirler.

Endotelial Progenitor Hücreler: Endotelial hücreler tüm vücuttaki damar duvarlarının iç kısmını döşeyen hücrelerdir ve embriyonik ve erişkinlerde spesifik endotelial kök hücrelerini tesbit etmek zordur. Ancak embriyonun gastrula safhasından sonra mezodermden elde edilen hemanjioblast denilen hücrelerin hemotopoetik ve endotelial hücrelerin prekürsörü olduğu tahmin edilmektedir.

Çizgili Kas Kök Hücreleri: Çizgili kas kök hücrelerine satellit hücreler (uydu hücreler) denir. Satellit hücreler muscle growth hormon salgılarlar ve normalde bölünmeyen hücreler olmalarına rağmen injury ve ağırlıkla yapılan egzersizlerden sonra prolifere olabilirler.

Deride ve Sindirim Sisteminde Epitelial Hücre Prekürsörleri: Vücuttaki diferansiye olmuş hücrelerin %60’ını oluşturan epitelial hücreler vücudun iç ve dış yüzeyini kaplarlar. Bu hücreler sürekli yenilenirler. Örneğin; ince bağırsağın epitelini yenileyen hücreler intestinal kriptlerde, derin invaginasyonlarında bulunur ve bağırsak epitel hücrelerini yenilerler. Bu kript hücreleri kök hücre olarak sınıflandırılabilirler.
Memelilerin derisinde üç çeşit epitel hücresi bulunur; epidermal hücreler,saç follikül hücreleri, salgı bezi hücreleri. Bunların dışında deride, epidermisin bazal tabakasında kök hücreler vardır.Bu kök hücreler bazal tabakada çoğalırlar ve yüzeye doğru çıktıkça farklılaşırlar.

Pankreas ve Karaciğerdeki Kök Hücreler: Erişkin memelilerde pankreas ve karaciğer, kök hücreler tarafından yenilenebilen değişik tipte diferansiye hücreler içerir. Pankreasta endokrin hücreler (hormon salgılayan) Langerhans adacıklarında bulunurlar. Burada insulin salgılayan beta hücreleri, glukagon salgılayan alfa hücreleri, ve somatostatin ve pankreatik polipeptid salgılayan hücreler bulunur. Erişkin pankreasında kök hücrelerin pankreatik kanalda veya adacığın kendisinde bulunduğu düşünülmektedir.Son dönemde yapılan bazı çalışmalarda, nöral hücre belirteci (marker)ı olduğu bilinen nestin exprese eden kök hücrelerin tüm adacık hücrelerine dönüşebildiği gösterilmiştir.

Kemirgenlerde yapılan çalışmalarda hemotopoetik kök hücrelerin karaciğer hasarından sonra bu organa yerleşerek plastisite gösterdiği ve hepatositlere dönüştüğü gösterilmiştir.Fakat yinede kemik iliği hücrelerinin invivo olarak hepatosit üretip üretmediği sorusu belirsizliğini korumaktadır, yani ağır karaciğer hasarı olmadan da plastisite olup olmadığı bilinmemektedir.Karaciğerde bulunan oval hücrelerin hepatosite dönüşüp dönüşmediği de bilinmeyen noktalardan birisidir. Oval hücreler portal kanaldan köken alıp hepatositlere veya safra kanalı epiteline dönüşebilir. Karaciğerin rejeneratif kapasitesinden hepatositlerin kendisi de sorumlu olabilir.

HEMATOPOETIK KÖK HÜCRELER

Bilim adamları 50 yıllık bir çalışmadan sonra kan elemanlarını meydana getiren hematopoetik kök hücreleri hakkında yeterli bilgiye ulaşmışlar ve tedavide kullanmaya başlamışlardır. Bugün kan, immun sistemi ve kanser hastalıklarının tedavisinde rutin olarak kullanılmaktadır. Son dönemlerde hayvanlarda yapılan çalışmalar , hematopoetik kök hücrelerin aynı zamanda kas, kemik, ve kan damarı gibi diğer hücre türlerine de dönüşebildiğini göstermektedir. Eğer insan hemotopoetik kök hücreleri için de aynı şey söz konusu olur ise bu hücreler diğer doku türlerinin tamiratı için de kullanılabilecek.

HEMOTOPOETİK KÖK HÜCRE KAYNAKLARI

Kemik İliği: Kök hücrelerin klasik kaynağı kemik iliğidir. 40 yıldır doktorlar kemik iliğinden, donorden anestezi altında genelde kalça kemiğinden iğne yardımı ile kemik iliği hücreleri elde etmektedirler. Bu hücrelerin her 100.000 de biri uzun vadede kan elemanlarını oluşturan kök hücrelerdir, diğerleri stromal hücreler, stromal kök hücreler, kan progenitor hücreleri, ve matür beyaz ve kırmızı hücrelerdir.

Periferik Kan: Son zamanlarda hekimler klinik transplantasyon için kök hücreleri dolaşımdaki kandan elde etmeyi tercih ediyorlar. Yıllardır dolaşımdaki kök hücre ve öncü hücre sayısı az olarak bilinirdi, fakat son 10 yılda bilim adamları kök hücrelerin kemik iliğinden dolaşıma geçmesini sağlayan granülasit stimule edici faktör gibi sitokinler yardımı ile bu sayıyı arttırdılar.Bu işlem için donöre kök hücreler elde edilmeden birkaç gün önce GCSF enjekte edilir. Hücreleri toplamak için donörün venine bir tüp takılır,kan CD34+ hücrelerini çeken bir bir filtrenin içinden geçirilir ve kırmızı hücreler tekrar hastaya verilir.

Umblikal Kord Kanı: 1980’lerin sonu ve 1990’ların başında bilim adamları insan umblikal kordon kanı ve plasentanın hemotopoetik kök hücreler açısından zengin bir kaynak olduğunu fark ettiler. Bu doku (plasenta) gebelik boyunca gelişmekte olan fetusu besler, bebekle birlikte doğar ve çöpe atılır idi. Fankoni anemili bir çocuğa yapılan başarılı bir kordon kanı transplantasyonundan sonra bu hücrelerin toplanması ve tedavide kullanımı arttı. Bugün kordon kanının çoğaltılması ve kemik iliği kök hücreleri ile arasındaki farklar ve kıyaslamalarla ilgili pek çok çalışma yürütülmektedir.Bugün kordon kanı kök hücrelerinin multiple germ tabakası hücrelerine (multipotent), hatta endoderm, ekdoderm, ve mesoderm gibi tüm germ tabakası hücrelerine (pluripotent) dönüşebileceği iddia edilmektedir.
Fetal Hemotopoetik Sistem: Klinik olarak kullanılamamasına araştırmalar, hayvanların fetal kan üreten dokularınında önemli bir kök hücre kaynağı olduğunu göstermiştir.
Embriyonik Kök Hücreler ve Embriyonik Germ Hücreleri:
Araştırmalar göstermiştir ki fare embriyonik kök hücreleri, öncü hücrelerden diğer kan elemanlarına kadar tüm hücrelere dönüşebilme yeteneğine sahiptir. Bazı bilim adamları, fare embriyoid cisimciklerden hematopoetik büyüme hormonu kullanmadan tüm majör öncü hücre serilerini elde edebilmişlerdir.

Kaynak///www.kokhucredernegi.org.tr

www.stemcellresearchfoundation.org

Güncelleme Tarihi: 23 Mayıs 2015, 10:39