KÖK HÜCRE. Kök Hücre Nedir?  Kök hücreler kendini yenileme ve spesifik hücrelere dönüşebilme yeteneğine sahip hücrelerdirDiğer organ hücreleri örn; karaciğer.

... konulu sunumlar: "KÖK HÜCRE. Kök Hücre Nedir?  Kök hücreler kendini yenileme ve spesifik hücrelere dönüşebilme yeteneğine sahip hücrelerdirDiğer organ hücreleri örn; karaciğer."— Sunum transkripti:

1 KÖK HÜCRE

2 Kök Hücre Nedir?  Kök hücreler kendini yenileme ve spesifik hücrelere dönüşebilme yeteneğine sahip hücrelerdirDiğer 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, kendini yenileme özelliğine sahip, vücut içinde veya laboratuvar ortamında uygun şartlar sağlandığında birçok farklı hücre tipine dönüşebilen farklılaşmamış hücrelerdir.  Kök hücreler vücudumuzda bütün dokuları ve organları oluşturan ana hücrelerdir. Henüz farklılaşmamış olan bu hücreler sınırsız bölünebilme ve kendini yenileme, organ ve dokulara dönüşebilme yeteneğine sahiptir.  Kök hücreler, insan vücudunda bulunan ve her türlü vücut hücresine dönüşebilen ana hücrelerdir.  Farklı hücre tiplerine dönüşebilme potansiyeline ve kendisini yenileyebilme gücüne sahip olan hücrelere "kök hücre" denir.

3 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.

4 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.

5 Kök Hücre Çeşitleri  3 tür kök hücre vardır.  Totipotent  Multipotent  Pluripotent

6

7  Bir hücrenin totipotent olması bütün vücudun tüm organ ve dokularına dönüşebilmesi anlamına gelir. Bu hücreler plasenta ve amnios kesesi zarları gibi embriyo dışı dokulara da farklılaşma yeteneğine sahiptirler. Totiptent hücreler gelişmenin ileri evrelerinde pulirpotent hücrelere dönüşebilirler.  Totipotent hücreler embriyonun en erken evresindeki kök hücrelerdir.

8  Pluripotent hücreler totipotent hücreler gibi vücudun bütün hücrelerine dönüşmezler. Pluripotent bir hücre vücudun birçok hücresine dönüşebilecek ye- tenektedir.  Pluripotent hücreler embriyonun blastokist evresinden itibaren ve fetusta bulunabilen hücrelerdir.

9  Multipotent hücreler gelişmenin daha ileri evresine ait hücrelerdir ve özelleşmiş hücre tiplerine farklıklaşabilirler. Örneğin, multipotent bir kan hücresi diğer özelleşmiş kan hücrele- rine dönüşebilme kabiliyetine sahiptir.  Multipotent hücreler ise kordon kanı ve ye- tişkin kök hücrelerdir.

10 Bu açıklamaya bir örnek verecek olursak; Totipoent hücreler ilkokul öğrencileri gibidir, gelecekte her türlü mesleğe yönlenebilirler. Pluripotent hücreler üniversite öğrencileridir hangi okulda okuyorlarsa o mesleği yapmak üzere hazırlanmaktadırlar. Multipotent hücreler ise üniversiteden mezun olduktan sonra bir meslek gurubunda alt dallara ayrılan uzmanlara benzetilebilir.

11 KÖK HÜCRELER NERELERDE BULUNUR  Embriyonik gelişim sürecinin erken dönemlerinde (yaklaşık 5.gün) blastosistin iç hücre kitlesinden elde edilen embriyonik kök hücreler (EKH)‏  Embriyonik karsinoma hücreleri ve embriyonik germ hücreleri (EGH; primordiyal germ hücrelerinden elde edilirler) olmak üzere embriyon kökenli kök hücreler  Fetal kök hücreler (fetal dönem süresince elde edilirler),  Embriyonik olmayan kaynaklardan elde edilen kök hücreler  Dokuya özgün kök hücreler  Doğum sonrası dönemdeki kök hücreler  Kanser kök hücreleri  Partenotlar

12 TEMEL KÖK HÜCRE KAYNAKLARI  Yetişkin kök hücreleri: Yetişkin kök hücreleri vücutta birçok doku ve organda bulunurlar ve bulundukları bölgedeki hücrelerin hasar görmesi durumunda çoğalarak hasarlı kısmın onarılmasını sağlarlar.  Kordon kanından elde edilen kök hücreler:Kordon kani kök hücreleri doğum sırasında bebeği anneye bağlayan umbilikal kordondan elde edilirler. Bu hücreler, her ne kadar erken gelişim döneminde elde edilmiş olsalar da yetişkin hücre sınıfına girmektedir ve farklı doku ve hücre tipi oluşturma özellikleri benzer şekilde sınırlıdır.  Embriyonik kök hücreler

13

14 EMBRİYONİK KÖK HÜCRELER  İmplantasyon öncesi erken gelişim döneminde blastosist aşamasına ulaşmış embriyolardan elde edilirler.  Bu aşamadaki bir embriyo iki farklı hücre tipinden oluşur: Dış kısımdaki trofektoderm adi verilen hücreler implantasyon sonrası plasenta yapısını olusturmakta iken iç kısımda bir kitle halinde bulunan ICM hücreleri fetal yapıyı olusturmaktadır.  Laboratuarımızda embriyonik kök hücreler, iç kısımdaki bu hücrelerin özel immünolojik ve mekanik yöntemler kullanılarak ayrıştırılması sonrası özel besi yeri ve büyüme faktörleri içeren ortamlarda büyütülmesi ile elde edilirler.  Embriyonik kök hücrelerinin laboratuar ortamında büyütülebilmesi için değişik kültür yöntemleri üzerine çalışmalar devam etse de, gelişimleri için destek hücrelere ihtiyaçları vardır. Ayrıca başkalaşmamış yapılarının korunması için yetiştirildikleri kültür ortamlarının LIF (Leukemia indibitory factor), B-FGF gibi ajanlar ile desteklenmesi gerekir. İstanbul Memorial Hastanesi Araştırma ve Geliştirme Laboratuarında bu amaçla Balb/c inbred farelere ait 12-14 günlük fetuslardan elde edilen embriyonik fibroblast hücreleri destek hücresi olarak kullanılmaktadır.  Embriyonik kök hücrelerin 1998 yılında Thomson ve arkadaşları tarafından üretilebilmesiyle birlikte embriyonik kök hücre konusunda bir çığır açılmıştır.  Embriyonik kök hücreler pluripotent hücrelerdir; vücutta yaklaşık 200 hücre tipine dönüşebilirler.

15  Resim 1. Blastosist aşamasına ulaşmış bir embriyo. İşaretlenmiş kısım embriyonik kök hücrelerin elde edildiği iç hücre kütlesi hücrelerini göstermektedi r.

16  Resim 4. NS-3 ve NS-4 hücre kolonilerinin alkalin fosfataz boyaması sonrası görüntüler i

17

18

19 Embriyonik kök hücreleri diğer hücrelerden ayıran morfolojik, genetik, ve immünolojik özellikleri nelerdir?  Diğer vücut hücrelerine kıyasla son derece yüksek bir çekirdek/sitoplazma volüm oranı mevcuttur  belirgin pronükleus yapisi  destek hücreleri üzerindeki kültürleri sırasında üç boyutlu koloni oluştururlar.  Kanser hücrelerine benzer sürekli bölünebilme özelliğine sahip olmaları ve bu hücrelerden farklı olarak normal bir karyotip yapısına sahip olmalarıdır.  ayrıca ileri moleküler tanımlama teknikleri kullanılarak tanımlanırlar  İmmünolojik olarak tanımlanabilmeleri için erken dönemde ekspresyon gösteren işaretçilerin (SSEA-1, 3, 4, TRA-1-60 ve 81 vb) veya gen ürünlerinin (OCT- 4, Alkalin Fosfataz vb.) immünositokimyasal yöntemler ile boyanması tekniği kullanılmaktadır.

20

21 FETAL KÖK HÜCRELERİ  Fetus 1998 yılında Gearhart ve ark.'nın çalışmaları sonucunda, 5-9 haftalık fetusun gonadal kıvrım ve mezenter bölgesindeki primordial germ hücrelerinin kültürü ile embriyonik germ hücreleri elde edilmiştir.  Fetustan elde edilen kök hücrelerin araştırma veya tedavide kullanımı uygun doku gruplarına ait fetus kaynaklarının oluşturulması gibi etik açıdan ciddi sorunlar doğurabilir.  Ancak, kendiliğinden düşük yapmış kişilerde bu hücreler bağışlanarak araştırma ve tedavi amacıyla kullanılabilir.  Gerekli fetus kaynağının az olması nedeniyle fetus kaynaklı germ hücreleri araştırmaları eski hızını kaybetmiştir.  Günümüzde çeşitli kalıtsal hastalıklar fetal karaciğer kaynaklı kök hücre nakilleri ile tedavi edilmektedir. EMBRİYONİK KARSİNOMA HÜCRELERİ Teratokarsinom olarak adlandırılan germ hücre tümörlerinde bulunan kök hücrelerdir. Teratokarsinomların öncü germ hücrelerin malign halinden kaynaklandığı düşünülmektedir. İnsanda daha sık olarak testis tümörlerinde rastlanmaktadır. Bu tümörler tek bir tümör hücresi tipinden çok, farklılaşmış hücre tiplerinden oluşmaktadır.

22 ERİŞKİN KÖK HÜCRELER  iki önemli özelliği vardır.  Birincisi, uzun süre kendilerini kopyalayabilme özelliğine sahiptirler.  Ikincisi, özel bir fonksiyonu ve morfolojisi olan spesifik bir hücreye dönüşebilirler.  Yetişkin kök hücrelerin kullanımı etik açıdan sorun oluşturmamaktadır.  Bu hücreler kişinin bağışıklık sistemine uyum gösterirler.  Günümüzde, tüm hücre tiplerine dönüşemedikleri için yetişkin kök hücrelerin kullanımlarının sınırlı olduğu düşünülmektedir.  Bu hücreler, plasenta olarak adlandırdığımız bebeği besleyen organdan, göbek kordon kanından ve yetişkin kişilerin vücutlarından elde edilebilirler.

23 Erişkin Kök Hücre Tipleri  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 getirirle  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

24  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.

25

26 KORDON KANI Tarihte ilk olarak kemik iliğinden ameliyatla alınan kök hücreler lösemi tedavisinde kullanılmıştır. Bu yöntem hala uygulanmakta ve cerrahi koşullar altında ameliyathanede yapılmaktadır. O nedenle bazı özel şartlara ve yetişmiş personele ihtiyaç vardır. İlerleyen yıllarda vücutta dolaşan kandaki kök hücrelerin kullanilabileceği anlaşılmıştşr. Bunun için önce hastaya hormon verilerek kemik iliğindeki kök hücrelerin hızla çoğalıp kana geçmesi sağlanır. Daha sonra, filtre (aferez) yardımıyla kandan toplanır ve kalan kan vücuda geri verilir. Bu yöntem de hala uygulanmaktadır. Fakat bu yolla elde edilen kök hücre sayısı diğer yöntemlere göre daha azdır. Son olarak, 80'li yılların başında, yeni doğan bebeklerin kordon kanında da kök hücrelerin bol miktarda bulunduğu ve bu hücrelerin tedavide kullanılabileceği fikri ortaya atılmıştır. Elde edilen kordon kanı belirli koşullar altında toplanıp dondurularak saklanabilmekte, daha sonra gerek duyulduğunda çözülerek kullanılmaktadır. İlk olarak Dr. David Harris, 1992 yılında oğlunun kordon kanını kendi laboratuvarında dondurarak sakladı. Daha sonra bu uygulamanın halka açması ile 1994 yılında dünyadaki ilk Kordon Kanı Bankası Amerika Birleşik Devletleri'nde kuruldu. Takip eden yıllar içinde dünya üzerinde birçok kordon kanı bankası kuruldu ve binlerce bebeğin kordon kanı bu bankalarda koruma altına alındı. Bahsi geçen yöntem kök hücre sağlama ve depolama açısından en kolay ve ucuz yöntemdir.

27 Göbek kordonu nedir, ne işe yarar? Bebek, anne karnındaki yaşamında, göbek kordonu ile anne kanından beslenir. Bu beslenme direk olarak anne damarlarına bağlanarak değil, plasenta (bebeğin-eşi) aracılığı ile olur. Plasenta, bebek ile anne arasındaki besin ve oksijen alışverişini sağlayan bir yapıdır. Doğumdan hemen sonra, görevini tamamlayarak bebekle beraber rahim dışına atılır. Yani doğumdan sonra ne anne nede bebek için artık gerekmeyen bir dokudur ve çöpe atılır. Kordon kanı, bebeğin doğumundan sonra bebek-eşinin içinde kalan kandır. Bu kan kök hücre açısından son derece zengindir. Direk olarak anne veya bebekten kan alınmadığı için herhangi bir acı hissi veya komplikasyon riski yoktur.

28 Kordon kanı kök hücrelerinin avantajları ;  Alıcıya daha kolay uyum sağlarlar  Genç hücrelerdir  Yaşayabilme yetenekleri daha yüksektir  Daha fazla sayıda elde edilebilirler

29 Kordon kanı hangi amaçlarla saklanır?  Bebeğin ilerde kök hücre tedavisi gerektirecek organ doku yaralanması, harabiyeti veye yaşlılığı gibi bir durumla kartşılaştığında, doku uyumu olan verici aramaya gerek kalmadan kendine ait sağlıklı bebeklik çağı kök hücreleriyle tedavi edilebilmesidir. Kişinin kendi hücre ve dokuları ile uyum sorunu olmayacağından, bu çok önemli bir avantajdır.  Bebeğin kardeşlerinde ya da yakın akrabalarında çıkabilecek hastalıkların tedavisidir.

30 Kordon kanı nasıl alınır?  Beklenen doğum tarihinden en az 1-2 hafta önce ilgili laboratuvar ve doğumu yaptıracak olan hekime durum bildirilmeli ve gerekli hazırlıkların yapılması sağlanmalıdır.  Bu sayede gerekli ekipman ve belgeler doğum anında hazır bulundurulabilir Kordon kanını istenirse doğumu yaptıran hekim, istenirse Yaşam Bankası görevlisi doğum anında gelerek alacaktır.  Doğumun vaginal veya sezaryan yoluyla olması işlemde bir fark yaratmaz. Bebek doğduktan hemen sonra göbek kordonunun ortasina "klemp" (mandal) takılır ve göbek kordonu kesilir. Bebek yenidoğan doktoruna gerekli ilk kontroller için verilir.  Geride kalan plasenta (eş) içindeki kan, Yaşam Bankası tarafından verilen özel torbaya alınır.  Plasenta rahimden atılmadan kan alınmasının daha başarılı olduğu gösterilmiştir.  Kanın yerçekimiyle kolayca alınması için torbanın plasentaya göre daha aşağıda tutulması faydalı olacaktır. Bu yöntem, ne anne ne bebeğe acı vermez, risk taşımaz, doğum sürecini etkilemez.  Fazla zaman almayan, ortalama 5 dakika, süren kolay bir işlemdir. Ne kadar fazla kan toplanabilirse o kadar fazla kök hücre toplanmış demektir.  Alinan kan ortalama 90 mL olmakla beraber, kabaca torbanın yarısına kadar olan kısmın dolmasi yeterli sayılır.  Toplanan kan en geç 24-36 saat içinde laboratuvara ulaştırılmalıdır.  KORDON KANI LABORATUVARA ULAŞINCAYA KADAR ODA SICAKLIĞINDA MUHAFAZA EDİLMELİDİR.  Hava aşırı sıcak olmadığı müddetçe buz, kuru buz gibi soğutucular kullanmaya veya buzdolabına koymaya gerek yoktur.  ASLA DEEPFREEZ'e konmamalıdır.

31 Kordon kanı nasıl saklanır?  Yaşam Bankasına ulaşan kordon kanı, ilerde olası bir kök hücre nakli için baz alınmak üzere, miktar, kök hücre sayısı ve mikrobik tetkikler açısından tetkik edilir.  Daha sonra, değişik dondurma formüllerinden biri kullanılarak dondurulur ve sıvı azot tanklarına yerleştirilerek - 196°C'de saklanır.  Saklama süresi olarak belirlenmiş bir zaman bulunmamaktadir.

32 KORDON KANI KÖK HÜCRELERI KIM IÇIN KULLANILABİLİR?  Kordon kanı alınan bebeğin kendisi için kullanilabilir.  Doku grubu uyduğu takdirde anne, baba ve diğer kardeşler için de kullanılabilir.  Bilindiği gibi, doku grubu uyma ihtimali birinci derece akrabalar arasında en yüksektir.Bu oran en yüksek kardeşlerdedir.

33 Tedavide kök hücresi kullanılan hastalıklar  Kanser hastalıkları  Bağışıklık yetersizlikleri  Kemik iliği hastalıkları  Kalıtsal kan hastalıkları  Doğuştan gelen metabolik düzensizlikler

34 Lenfomalar (Lenf bezi kanseri) Lösemiler: - Akut lenfositik lösemi - Akut myelositer lösemi - Akut non-lenfositik lösemi - Kronik myelisiter lösemi - Miyelodisplazi Multipl myeloma Solid tümörler - Göğüs kanseri - Beyin tümörleri - Ewings sarkoma - Over kanseri - Neuroblastoma Anemiler - Aplastik anemi - Fanconi anemisi İmmün yetersizlikler - Ağır kombine immün yetersizlik - Kombine değişken immün yetersizlik - Wiscott-Aldrich Sendromu - Hemofagositik lenfohistiyositoz Kalıtsal metabolik bozukluklar - Hurler sendromu - Lökodistrofiler - Osteopetrosis Bazı hastalıklar üzerinde ise çalışmalar devam etmektedir. Bu hastalıklar: İnme Bazı otoimmün hastalıklar (diyabet, lupus, multipl skleroz) Kalp hastalıları Musküler distrofi Neurolojik bozukluklar (ALS, Parkinson) Kemik/kıkırdak hastalıkları Kalp hastalıkları

35 HEMATOPOETIK KÖK HÜCRELER  Kan yapıcı bu ana hücrelere “HEMATOPOETİK KÖK HÜCRE “ adı verilir.  Bunların sayısı sabittir, ancak gerektiğinde, hem kendi sayılarını çoğaltabilirler, hem de, yeni ve olgun kan hücreleri üretirler.  Kök hücreler ve bunların ürettiği olgun kan hücrelerinin sayısı çok dikkatli bir kontrol altındadır, bu rakamlar normal hallerde değişmez.  Görevi kan üretmek olan kemik iliği, herhangibir nedenle, kusurlu çalışmaya başlarsa, ya da çalışamaz hale gelirse, dolaşan kandaki alyuvar, akyuvar ve trombositlerde azalmalar görülür. Normal kan hücreleri giderek azalır.  1-Kemik iliği kendisine özgü bozukluklar nedeniyle kusurlu üretim yapabilir : Lösemilerde olduğu gibi.  2- Ya da vücudun başka yerlerindeki hastalıklar kemik iliğine yayılabilir (değişik organ kanserlerinin kemik iliğine yayılması gibi )‏  3- Ya da, üretimini neden olmaksızın azaltabilir, durdurabilir (aplastik anemi gibi )‏  Bütün bu durumlarda, “kök hücre nakli “ uygulaması gerekebilir.

36 Kök Hücre nasıl toplanır?  Vericinin kemik iliğinden, anestezi altında, özel iğnelerle toplanabilir.  Dolaşan kanda, kök hücreler mevcuttur, bunlar özel bir aygıt tarafından damardan toplanabilir. Burada, kişi sadece bir süre, kan verir gibi, kolundan bir serum seti takılarak, istirahat pozisyonunda uzanır. Acı veya sıkıntı vermez, kolay bir işlemdir. İşlemden önce vericilere bir süre cilt altından kök hücre sayısını arttırmak amacı ile bir iğne yapılır. Ameliyathane koşulları gerekmez.  Toplanan hücreler -196 derecede sıvı azotta saklanır, gerektiğinde çözülerek damardan, alıcıya verilir.

37 Kök hücre uygulamaları  Allogeneik kök hücre nakli : Bir başka kişiden yapılan nakil.  Otolog nakil : Kişinin kendisinden alınan iliğin, kendisine tekrar verilmesi.  Singeneik nakil:İkiz kardeşten yapılan nakil

38 Hangi hastalıklarda hematopoetik kök hücre nakli gerekir ?  En çok uygulandığı yerler :  1 - Kemik iliği kanserleri diyebileceğimiz lösemiler,  2 - Lenf bezi kanserleri olan Hodgkin hastalığı ve Non- hodgkin lenfomalar,  3 - Çeşitli organ kanserleri (meme, testis, akciğer kanseri gibi )  4 - Kemik iliğinin yetersiz çalıştığı veya çalışmadığı durumlar ( Aplastik anemi gibi ).

39

40 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.

41

42  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.

43

44 TÜRKİYEDEKİ BAZI ÖNEMLİ KÖK HÜCRE ÇALIŞMALARI  Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden Prof. Dr. Serdar Bedi Omay ve ekibi, enfarktüs geçirmiş ve by-pass olamayacak 10'a yakın hastadan onay alarak kalpte doku hasarı olan bölgeye kök hücre nakletti. En az 4 ay süreyle takip edilen hastaların hem yaşam kalitelerinde, hem de klinik bulgularda iyileşme görüldü. Bu hastalarda, kendi kanlarından toplanan kök hücreler kullanıldı. Aynı işlem geçen günlerde nörolojik sorunu olan kişilere de yapıldı.  Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde farelere kalp krizi geçirtildi. Daha sonra farenin, kendi kemik iliğinden elde edilen hücreleri, kalpte hasar görmüş dokunun içine iğneyle sıkıldı. O bölgede tekrar doku oluştuğu görüldü. Ayrıca damar tıkanıklığı olan bir bölgeye farenin kendi kemik iliğinden alınan kök hücreler yerleştirildi. Bölgede kök hücrelerin damar yapmaları sağlandı.  Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi Hematoloji Bilim Dalı tarafından yapılan çalışmada mezenkimal kök hücre üretiminde yeni bir teknik tanımlandı. Ayrıca mezenkimal kök hücreden yağ ve kalp kası hücresi, nöron ve hepatosit (karaciğer hücresi) üretilerek bu hücrenin ilk elektronmikroskopik analizi de gerçekleştirildi. Halen KTÜ'de renal hücreli kanser, kolon, mide, multiple myloma (kas hastalığı), malign melanom (cilt kanseri), lenfoma (lenf bezi tümörü), lösemiler için aşı üretim çalışmaları yapılmakta.  Antalya Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde böbrek hücreleri üretilmeye çalışılıyor.

45 

46 Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroşirurji ve Hematoloji bilim dallarının organize ettiği ve KTÜ Hematoloji Bilim dalının da katıldığı bir çalışmada Amniyotrofik lateral sklerozis (kalıtsal iskelet hastalığı), tümör cerrahisi ve nöron hasarlarında mezenkimal kök hücre tedavisinin etkinliği araştırılmaya başlandı. Bu çalışma kapsamı ve dizaynı açısından tüm dünyada bu alanda yapılan en geniş araştırma olma özelliğini taşıyor. Tümör aşıları ile ilgili olarak ilk çalışma 2000 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde yapıldı. Kök hücreden dentritik hücre (değişime uğramış kök hücre) üretimi başarılarak üretimde farklı bir metodoloji tanımlandı. Bu alandaki ilk klinik uygulama ise Erciyes Üniversitesi Hematoloji-Onkoloji Bilim Dalınca yapıldı, etkin sonuçlar yayınlandı.

47 Embriyo klonlamaya nasıl gelindi?  1972: Kurbağa embriyosu hücrelerinin çekirdeği, döllenmemiş kurbağa yumurtalarının içine yerleştiriliyor. İngiliz bilim adamlarının kopyaladıkları bu kurbağalar çok yaşamadan ölüyorlar.  Kasım 1993: ABD'li bilim adamları embriyoları ikiye bölerek, aynı genetik yapıya sahip ikizler oluşturmaya çalışıyorlar. Bu embriyoları 32 hücreli safhaya gelene kadar yetiştirdikten sonra imha ediyorlar.  Temmuz 1996: Koyun Dolly doğuyor. Dolly, kopyalanan ilk memeli hayvan olarak tarihe geçiyor.  Temmuz 1998: Hawai Üniversitesi'nden bilim adamları, üç kuşaktan oluşan sağlıklı fareler klonluyorlar.  Ağustos 2001: Başkan Bush, kök hücre çalışmalarına kısıtlı bir bütçe ayrılmasına ve sadece o güne kadar tüp bebek yöntemlerinden artan embriyolarla çalışma yapılmasına izin veriyor.  Kasım 2001: Bir Amerikan biyoteknoloji firması bilim adamları, bir yumurta çekirdeğini, yetişkin bir insan hücresinin çekirdeğiyle değiştirerek insan embriyosu klonluyorlar. Klonlanmış bu hücreler bölünerek kısa sürede ölüyorlar.  2001 Aralık: T eksas A&M Üniversitesi bilim adamları, ilk kediyi kopyalıyorlar. Kedinin adı ise CC, yani 'Copy Cat' (Kopya Kedi) oluyor..

48  2002-2004: Hiçbir kanıt göstermeden, içlerinde Dr. Severino Antinori, Dr. Panos Zavos ve Rael Tarikatı üyelerinin de bulunduğu pek çok bilim adamı insan klonladıklarını ve bu kopya bebeğin doğduğunu iddia ediyorlar. Hiçbir bilim adamı onları ciddiye almıyor.  Şubat 2004: Güney Koreli bilim adamları 30 insan embriyonu klonlamayı ve bu embriyoların blastosist aşamasına kadar gelebilmelerini sağlıyorlar. Bu embriyolardan sadece 1 tanesinden kök hücre elde edilebiliyor.

49 Figure 8.3. Positron Emission Tomography (PET) images from a Parkinson's patient before and after fetal tissue transplantation. The image taken before surgery (left) shows uptake of a radioactive form of dopamine (red) only in the caudate nucleus, indicating that dopamine neurons have degenerated. Twelve months after surgery, an image from the same patient (right) reveals increased dopamine function, especially in the putamen. SiNiR SiSTEMi RAHATSIZLIKLARI

50 KALP RAHATSIZLIKLARI

51 ŞEKER HASTALIĞI TEDAViSi

52 Kalp krizi geçiren hastaların hayatlarını kurtarmak için ilk kez kök hücre kullanıldı. Tıpta bir ilk olan bu tedavi yönteminde hastaların kemik iliğinden alınan kök hücre, kalp krizinin başladığı andan itibaren beş saat içinde kalbe enjekte ediliyor. Aynı zamanda tıkanmış anadamarların açılması için hastalara anjiyo yapılıyor. Kök hücreler yetişkin hücre olmayıp farklı dokulara dönüşebilme potansiyeline sahip olduğu için damarları onarıyor. Kemik iliğinden alınan kök hücreler kalp kaslarını onarırken aynı zamanda yeni damarlar oluşmasını da sağlıyor. İngiltere Kök Hücre Vakfı tarafından desteklenen araştırma projesinin amacı kalp yetmezliklerini geciktirmek veya önlemek. Kalp yetmezliği kalp damarları hasara uğradığı ya da zayıfladığı zaman meydana geliyor.

53 Deri hücrelerinden embriyon kök hücresi 11/6/2008 Paris (AA)- Araştırmacılar, embriyondan yararlanmadan, değiştirilmiş deri hücrelerinden, embriyon kök hücrelerinin aynını elde etmeyi başardı. Konuya ilişkin araştırmalar, İngiliz bilim dergisi Nature ve Amerikan bilim dergisi Cell Stem Cell'de yayımlandı. Japonya'daki Kyoto Üniversitesi'nden Dr. Şinya Yamanaka, geçen yıl fareler üzerinde yaptığı deneylerde, deri hücrelerine bir virüs yardımıyla Oct4, Sox2, c-Myc ve Klf4 genlerini aktararak, bu hücrelerin embriyon kök hücrelerinin birçok özelliğini taşıdığını tespit etti. Fakat elde edilen hücreler istenilen her türlü dokuya dönüştürülemedi. Son yapılan araştırmalar, bu yolda bazı ilerlemelerin kaydedildiğini gösterdi. Amerikan Whitehead Estitüsünden Rudolf Jaenish ve Harvard Üniversitesi'nden Konrad Hochedlinger, embriyon özelliği kazandırabilmek amacıyla Nanog adı verilen bir proteini üretmeleri için fibroblastlara (bağ dokusunun ana hücreleri) gen aktardılar. İşlemler sonucunda yapılan testlerde elde edilen hücrelerin embriyon kök hücrelerinden ayırt edilemediği belirlendi.

54

55

56

57 KALBE KÖK HÜCRE DOPiNGi Fransız bilim insanları, insan embriyonundan elde edilen kök hücrelerin, kalpte yeni kas hücrelerine dönüşebilme özelliğini tespit etti. Kök hücre araştırmalarına yer veren Stem Cells dergisinde kısa süre önce yayımlanan araştırmada, insan vücudundaki tüm hücre ve dokuların kökeni embriyon kök hücrelerinin, bir gün organların, örneğin kalp krizi sonucu hasar görmüş bir kalbin onarımında kullanılabilmesi fikrinden yola çıkıldı. Enfarktüs (kalp krizi) hastası fareler üzerinde yapılan deneylerde, ilk kez insan embriyonundan elde edilen kök hücrelerin, farelerin kalplerinde kalp hücrelerine dönüşebildiği tespit edildi. İnsan kök hücrelerinin farklılaştırılmasını hazırlamak için "BMP2" adı verilen gelişme sağlayıcı bir etken kullanan araştırmacılar, böylece kök hücrelerin gelişimlerinde "yönlenmesini", ardından kalp rahatsızlığı bulunan farelerin hasarlı kalp dokusuna tutunmasını sağladı. İki ay sonunda hasarlı bölgede insan kalp hücrelerinin oluştuğunu gören araştırmacılar, "yönlenen" kök hücrelerin kalp kası hücrelerine dönüştüğünü ve kalp dokusunun yenilenmeye başladığını gözlemledi.