Kök Hücre tedavileri infertiliteyi ortadan kaldıracak mı? Necati Fındıklı

Yakın gelecekte ne yazık ki hayır…

Kök Hücre Farklılaşma Pluripotens “Kendini “Kök Hücre” yenileme” “Progenitör hücre” “TA Hücre” “Farklılaşmış hücre”

Gelişim “Ağacı”

Kök Hücre Kaynakları Farklılaşma Pluripotens Embriyonik Kök Hücreler Fetal Kök Hücreler Kordon Kanı Kaynaklı Kök hücreler Erişkin Kaynaklı Kök Hücreler

Potansiyel Uygulama Alanları: Kök Hücreler Potansiyel Uygulama Alanları: Erken dönem embriyo/doku gelişimi Gelişim Biyolojisi/Genetik Yeni ilaç dizaynı ve testi Farmakoloji Yeni toksik maddelerin tanımlanması Toksikoloji Fonksiyonel doku ve organ üretimi Terapi

Jinekolojide Kök Hücre Reprodüktif organ kanserleri Üriner Yetmezlik Endometriozis İnfertilite There is also one thing that everybody knows: millions of people in the world suffering from serious diseases which we do not have the complete cure. These are …

Kök Hücre ve İnfertilite Fertilitenin korunması Infertilite tedavisi Germline Gen Terapisi Gamet üretimi

Endometriyal Kök Hücre Cinsiyet-uyumsuz kemik iliği nakli yapılan alıcılarda farklı dokularda plastisite gözlenmektedir. Karaciğer, bağırsak ve endometriyumda kimerizim gözlenmektedir. Kleeberger et al., 2002; Okamoto et al. 2002; Taylor, 2004)

Endometriyal Kök Hücre “Endometriyal yenilenme functionalis yerine bazalis tabakasındaki hücrelerin yardımıyla gerçekleşmektedir” (Prianishnikov, 1978; Padykula et al., 1984; Padykula,1991) Gargett, 2007

Endometriyal Kök Hücre Endometriyum kaynaklı problemlerde kök hücre araştırmaları yakın gelecekte özellikle patogenezin tanısı ve tedavi protokollerinin geliştirilmesinde etkili ve verimli olabilir.

Fertilitenin korunması Kubota ve Brinster,2005; Geens ve ark., 2008)

Germ Kök Hücreleri Niche structure. Niche cells (green) underlying a basement membrane signal to stem cells (red) to block differentiation and regulate division. When a lineage mechanism prevails (lower mitotic cell), the stem cell divides such that one daughter retains its connections to the niche, while the other (yellow) becomes untethered and begins to differentiate. When a population mechanism prevails (upper mitotic cell), stem cell division may be either symmetric (shown) or asymmetric (not shown), as determined by local factors. ECM, extracellular matrix. (Stem cell niche)

GSC- In vitro Kültür Fare spermatogonyal kök hücrelerin In vitro gelişimi. Kubota et al.,2003;2004

GSC- In vitro Kültür 2005

GSC- In vitro Kültür İnsanda başarılı ve tekrarlanabilir bir GSC izolasyon, kültür, ekspansiyon ve transplantasyon protokolü henüz mevcut değildir.

EG Hücreleri ve potansiyel klinik kullanım protokolleri Kemoterapi/ Radyoterapi Doku/Hücre Dondurma Germline gen tedavisi Embriyonik Germ Hücreleri Doku/Hücre Çözme In vitro kültür Transplantasyon In Vitro Gamet hücresi üretimi In vivo gamet hücresi üretimi Oosit Sperm Fertilitenin korunması İnfertilite tedavisi Gen tedavisi

Yetişkin kök hücrelerden oosit üretimi “Kemik iliği veya periferik kan kökenli kök hücreler potansiyel oosit kaynağı olabilir mi?” “Oocyte generation in adult mammalian ovaries by putative germ cells in bone marrow and peripheral blood” Johnson et al. 2005 Çalışmada kemoterapi ile steril edilen farelerde kemik iliği ve periferik kan nakli sonrasında tekrar oosit üretimi gözlenmiştir. Çalışma farklı gruplar tarafından aksi yönde eleştirilmesine karşın aynı grubun yeni verileri adı geçen yaklaşımın geçerliliğini desteklemektedir. (Bayskov AG 2005), (Skaznik-Wikiel M 2007)

Yetişkin kök hücrelerden oosit üretimi “Germline stem cells and folicular renewal in the postnatal mammalian ovary” Johnson et al. 2004 “Oogenesis in cultures derived from adult human ovaries” Bukovsky et al. 2005 "Ovulated oocytes in adult mice derived from non-circulating germ cells" Eggan et al. 2005

Yetişkin kök hücrelerden oosit üretimi

Yetişkin kök hücrelerden oosit üretimi

Embriyonik Kök Hücreden gamet üretimi 1.gün 2.gün 3.gün 4.gün 5.gün Totipotent Pluripotent

Evans ve Kaufman, 1981 (mESC) Embriyonik Kök Hücre Trofektoderm ICM Evans ve Kaufman, 1981 (mESC) Thompson ve ark., 1998 (hESC)

İnsan embriyonik kök hücreleri Yüzey antijenleri Normal Karyotip Oct-4 Ekspresyonu Hücre morfolojisi Alkalin fosfataz ekspresyonu Koloni morfolojisi Findikli ve ark., 2005

Embriyonik kök hücre kültürü In vitro farklılaştırma Embriyonik kök hücreler Gamet Ectoderm Skin Neural Tissue Hypothalamus Eyes, ears … Endoderm Thymus Bladder,Vagina Gastrointestinal organs Lung epithelium … Mesoderm Bone Marrow Skeletal,smooth muscles Cardiac muscles Veins … İnsan embriyonik kök hücreleri için kullanılan genel yöntem “Süspansiyon kültür” yöntemidir. Bu yöntemde mekanik olarak kesilen farklılaşmamış kök hücre parçaları farklılaşma mediumu içeren bakteri petri kaplarına nakledilir ve bu ortamda 7-10 gün süre ile büyütülür.Böylece kabın yüzeyine yapışmak yerine 3 boyutlu kütle oluşturması sağlanmış olur. Bu şekilde büyüyen hücreler ayni zamanda farklılaşarak farklı germ yaprakları oluştururlar. Filmde süspansiyon kültür içerisinde büyüyen embriyoid body yapıları görülmektedir.

Embriyonik Kök Hücreden gamet üretimi

Embriyonik Kök Hücreden gamet üretimi

Embriyonik kök hücrelerden gamet üretimi Clark et al. 2004

Moleküler Mekanizmalar Brandenberger ve ark.,2004-Nature Biotech.

Embriyonik kök hücrelerden sperm üretimi

Embriyonik kök hücrelerden sperm üretimi Nayernia ve ark. 2006 210 oosite ICSI uygulandı 65 fertilize oldu 7 transgenik canlı doğum

Embriyonik kök hücrelerden oosit üretimi Derivation of oocytes from mouse embryonic stem cells Hubner et al. 2003 Testicular cell conditioned medium supports differentiation of embryonic stem(ES) cells into ovarian structures containing oocytes Lacham-Kaplan et al. 2005

gcOct4-GFP ekspresyonu Embryonic stem cells transformed with gcOct4-GFP 7 Days

(gcOct4-GFP ve endojen c-kit kullanılarak ) Hücre seleksiyonu (gcOct4-GFP ve endojen c-kit kullanılarak )

Folikül-benzeri Yapılar Early Primary Follicle-like Structure Secondary Follicle-like Structure

Sonuç Halen araştırma gereken konular: Etkili ve verimli bir gamet farklılaşma hücre kültürü yaklaşımı 2) Öncül gamet hücrelerinin fonksiyonel ve genetik olarak normal gamet hücrelerine dönüşümü

Embriyonik kök hücreler Findikli ve ark. 2006

Kişiye özgü kök hücre üretimi? “Klonlama” “I do not know anyone worth cloning…” (Klonlamaya değer bir kişi tanımıyorum) Robert G. Edwards

Kişiye özgü oosit ve sperm hücresi üretimi 1 Somatik hücre Oosit Partenogenetik aktivasyon SCNT 8-hücreli embriyo Oosit Sperm Morula Genetik Ayıklama In Vitro Farklılaştırma Blastosist Embriyonik Germ Hücreleri Somatik Hücre Programlama Genetik Modifikasyon 3 2 iEK Hücreleri IP Hücreler Yetişkin Kök Hücreleri

Sonuç Kök hücrelerin yakın gelecekte infertiliteyi ortadan kaldırması, halen bilim kurgudan bilimsel bir yaklaşıma doğru devam eden,çok zorlu ve uzun bir süreç olarak kabul edilmelidir.

Hayvan modelinde çoksayıda çalışma gerekmektedir. Sonuç Hayvan modelinde çoksayıda çalışma gerekmektedir. Güvenlik Güvenilirlik Etkinlik