Plastik Cerrahide Kök Hücre Uygulamaları ve Doku Mühendisliği Yrd Doç Dr Alper Sarı

Amaç Kök hücre kavramının anlaşılması ve doku mühendisliği alanında kök hücre uygulamalarının öğrenilmesi

Öğrenim Hedefleri Bu 45 dakikalık ders sonunda katılımcılar Erişkin ve embriyonel kök hücre tanımlarını yapabilecek Kök hücrelerin elde edilme aşamalarını sayabilecek Kök hücre tedavisinin gelecekte kullanılabileceği alanları sayabilecek Doku mühendisliğinin temel uğraşlarının neler olduğunu sayabileceklerdir

Kök Hücre Nedir Tüm çok hücreli organizmalarda bulunan, kendini yenileyebilme (mitotik bölünme) ve değişik hücre tiplerine farklılaşabilme kapasitesine sahip olan primitif hücrelerdir

Kök Hücre Nedir Uygun bir ortama yerleşme Çoğalma Çok sayıda farklılaşmış yeni hücreler oluşturma Kendini yenileme ve idame ettirme Hasarlı dokuyu yeniden oluşturabilme

Kök Hücreler Totipotent Pluripotent Unipotent Sınırsız farklılaşma Erken embriyonel dönem: 4-8 hücreden oluşan blastomerler Pluripotent Birden fazla doku/hücre tipine farklılaşma (≈250) Fertilizasyonun 5. gününden itibaren Unipotent Tek bir yönde farklılaşma

Kök Hücreler Embriyonal kök hücreler Erişkin kök hücreler Totipotent (fertilizasyon sonrası ilk 4 gün) Pluripotent (5’inci günden itibaren) Erişkin kök hücreler Unipotent (fetal ve erişkin hayat)

Embriyonal Kök Hücre Zigot → 8 hücreye kadarki blastomerler (totipotent) Sınırsız yenilenme ve farklılaşma kapasitesi Blastokist iç hücre kitlesi (≈30 hücre) (pluripotent) Yenilenme ve farklılaşma kapasitesi çok ↑

Embriyonal Kök Hücre İn-vitro olarak fertilizile edilen yumurtalardan oluşan, araştırma amacı ile bağışlanan 4- 5 günlük embriyolardan elde edilir İn-vivo olarak bir kadının uterusunda fertilize olan yumurtalardan elde edilmezler!!!

Laboratuvarda Ne Yapılıyor İç hücre kütlesi hücreleri Kültür ortamı (besleyici tabaka) Proliferasyon ile hücre sayısında artış Subkültür (yeni kültür ortamlarına transfer) “Pasaj” her subkültür döngüsü 6+ ay sonra milyonlarca embriyonik kök hücre Embriyonik kök hücre dizinleri (farklılaşma Ø)

Embriyonal Kök Hücre

Embriyonal Kök Hücre Laboratuvarda tanımlayıcı testler Farklılaşma Ø Yüzey antijenleri Kromozom incelemeleri Pluripotensinin gözlenmesi

Embriyonal Kök Hücre Farklılaşmanın kontrol edilmesi (yönlendirilmiş farklılaşma) Kültür ortamının kimyasal yapısı Kültür yüzeyinin yapısı Kültüre edilen hücrelerin genetik yapısı

Erişkin Kök Hücre Doku/organlarda farklılaşmış hücrelerle birlikte bulunan farklılaşmamış hücreler Somatik kök hücre Dokudaki kaynakları tam bilinmiyor Dokuda oldukça az sayıda bulunurlar!

Erişkin Kök Hücre Kendini yenileme Ait oldukları doku/organa ait belirli hücre tiplerine dönüşebilme Hasarlı dokuyu yerine koyma Plastisite?

Erişkin Kök Hücre Tek bir erişkin kök hücre genetik olarak aynı hücrelerden oluşan bir dizin oluşturabilir Klon Dokuya/organizmaya ait tüm uygun hücre tiplerine farklılaşabilir

Erişkin Kök Hücre Normal farklılaşma yolağı Bulundukları dokuya ait özelleşmiş hücreler Hematopoetik kök hücreler Kan hücreleri Mezenkimal kök hücreler Osteositler, kondrositler, adipositler… Nöral kök hücreler Nöronlar, astrositler, oligodendrositler Epitelyal kök hücreler Deri kök hücreleri

Erişkin Kök Hücre Plastisite – transdiferasyon Bazı erişkin kök hücreler pluripotent Bulundukları dokudan farklı dokulara ait özelleşmiş hücreler Hematopoetik kök hücreler Beyin hücreleri, kas hücreleri Mezenkimal kök hücreler Kalp kası,iskelet kası Beyin kök hücreleri Kan hücreleri, iskelet kası

Erişkin Kök Hücre Nakledilebilir mi? Kemik iliği nakli 30 yıldır yapılıyor Kemik iliğinde en az 2 tip kök hücre Hematopoetik kök hücreler Tüm kan hücrelerinin gelişimi Kemik iliği stromal kök hücreleri Kemik, kıkırdak, yağ, fibröz bağ doku…

Erişkin Kök Hücreler Kİ kökenli mezenkimal kök hücreler Kemik iliğinde 1/50,000 – 1/100,000 sıklıkta 100-200MKH/ml Kİ Adipoz kökenli kök hücreler Yağ dokusunun kollejenaz ile muamelesi ile olgun adipositler uzaklaştırıldıktan sonra 1/100 sıklıkta CFU-F ve CFU-AP Yağ dokusunun bol bulunması ve feda edilebilmesi önemli avantajlarıdır

Erişkin Kök Hücre Adipoz kökenli kök hücre klonları Adipojenik Osteojenik Kondrojenik Hematopoetik Endotelyal Hepatosit Nörojenik hücre dizinleri oluşturabilir

Farklılıklar Embriyonal Kök Hücre Pluripotent Hücre kültürü kolay Rejeksiyon riski Erişkin Kök Hücre Sınırlı farklılaşma Hücre kültürü zor Kendi dokusu

Kullanım Alanları Yeni ilaçların denenmesi Hücre-bazlı tedaviler Parkinson hastalığı Tip I diyabet Kalp enfarktüsü Kardiyomiyopatiler Osteoartritler, romatoid artritler Organ yetmezlikleri Uzuv kayıpları

Transplante Edebilmek İçin Kök hücreler tekrarlanabilir bir şekilde Yeterli miktarda doku oluşturabilecek kadar prolifere edilebilmeli İstenilen hücre tiplerine yönlendirilmiş farklılaşma sağlanabilmeli Alıcıda yaşayabilmeli Çevreye entegre olmalı Fonksiyon görmeli Alıcıya zarar vermemeli

Doku Mühendisliği Doku Mühendisliği Mühendislik Genetik Cerrahi Biyoloji

Doku Mühendisliği Çeşitli kaynaklardan elde edilen hücrelerin biyolojik ortama uyum sağlayan ve temelde polimerik olan taşıyıcılar üzerinde hücre kültürü laboratuvarında olgunlaştırılması ve hastaya aktarımı

Taşıyıcılar Biyolojik Semisentetik Sentetik Aselüler dermal matriks, kollajen ,aljinat, GAG, fibrin… Semisentetik Kombine materyaller Sentetik PLA, PGA, polietilen, HA…

Önkoşullar Kullanılan malzeme Non-toksik Biyogeçimli Non-karsinojenik Steril edilebilir Cerrahi uygulanabilir Stabil - eriyebilen

Kullanılan Hücreler Otojen, allojen, xenojen Kök hücre naklinin alıcıdaki ret cevabını baskılaması? Embriyonal kök hücreler Erişkin kök hücreler Mezenkimal kök hücreler Adipöz kökenli kök hücreler …

Büyüme Faktörleri Taşıyıcı iskeletler içerisinde Kontrollü salınım yapan mikrosferler Nakledilen kök hücrelerin istenilen yönde farklılaşmalarının sağlanması

Plastik Cerrahide Kullanım Kemik eksiklikleri Pek çok deneysel model MKH’ler HA matriks üzerine ekiliyor Canlı deneklere nakil Kritik boyuttaki segmental kemik defektlerinin onarımı Sınırlı sayıda klinik çalışma MKH’ler poröz seramik taşıyıcılara yüklenmiş Geniş kemik defekti olan 3 hastaya nakil sonrasında başarılı sonuçlar

Plastik Cerrahide Kullanım Kıkırdak eksiklikleri Pek çok deneysel model Eklem kıkırdak defektlerinin onarımı Intervertebral disk rejenerasyonu Floresan işaretli MKH’ler hyaluronan jel taşıyıcılar içinde intervertebral aralığa enjekte edilmiş 28’inci günde %100 hücre sağkalımı