Kök hücreler - türleri, özellikleri, uygulamaları

Kök hücreler, dönüşme kabiliyetleriyle birçok hastalık için harika bir çare gibi görünmektedir. Kök hücrelerin ne olduğunu, kök hücrelerin şu anda tedavi etmek için hangi hastalıkları kullandığını ve kök hücre tedavisinin geliştirilmesi için olasılıkları öğrenin. Uzmanların şüpheciliği nereden geliyor?

Kök hücreler, diğer hücre türlerine dönüşme yeteneğine sahiptir. Kök hücre tedavisi kesinlikle modern tıbbın en akılda kalıcı ve en umut verici kavramlarından biridir. Görünüşe göre tıbbi uygulamalarının listesi sonsuz olmalı - hasarlı dokuları onarmak, yedek organları büyütmek ...

Ancak gerçekler farklı. Kök hücre araştırmalarının kökenleri 1960'larda gerçekleşmesine rağmen, şimdiye kadar bunların kullanımı birkaç iyi tanımlanmış endikasyonla sınırlıdır.

Kök hücrelerin kullanımına ilişkin pek çok fikir vardır, ancak bunların klinik kullanıma sokulması bir dizi faktörle sınırlıdır ve bunların arasında bu tür bir tedavinin güvenliği ile ilgili soru ön plana çıkmaktadır.

Kök hücreler nedir?

İnsan vücudunun oluşumu için kök hücreler gereklidir. Gelişimin ilk aşamalarında insan embriyosu tamamen kök hücrelerden oluşur. Zamanla, insan vücudunu oluşturan tüm hücre dizilerini ortaya çıkaran değişikliklere uğrarlar.

Kök hücrelerin ikinci önemli rolü, olgun bir organizmanın bazı dokularını kolonize etmek ve bir "depo" görevi görmektir. Gerekirse, belirli bir dokunun ölen veya hasar gören hücrelerine dönüşebilirler. Ancak bu sadece belirli dokularla mümkündür.

Dolayısıyla, kök hücreler, diğer, daha özel hücre türlerine dönüşme yeteneğine sahip hücrelerdir.

Kök hücrelerin onları diğer hücrelerden ayıran en önemli özelliği nasıl bölündükleridir.

Bölünme sırasında, bir kök hücre farklılaşabilir, yani belirli bir tipte (örneğin bir kas, sinir veya epitel hücresi) bir yavru hücre oluşturabilir.

Doğalarına bağlı olarak farklı kök hücre türleri vardır: Bazıları herhangi bir tür yavru hücreye dönüşebilirken, diğerleri yalnızca belirli bir doku türünü oluşturan hücreler üretebilir (bununla ilgili daha fazla bilgi aşağıda).

Kök hücrelerin ikinci önemli özelliği de bölünmeleriyle ilgilidir. Bir yavru hücrenin oluşumu sırasında, ana hücre iz bırakmadan yok olmaz. Bölünme sürecinde, "ana hücre" ile özdeş bir kök hücre daha oluşur.

Bu nedenle, bir kök hücre bölünmesinin etkisi, bir kök hücre ve bir özel yavru hücredir.

Bu mekanizmaya kendini yenileme denir. Bu sayede kök hücreler "yıpranmaz" ve havuzlarının boyutunun küçülmesine izin vermezler.

Kök hücre türleri

Daha önce de belirtildiği gibi, kök hücreler bölündüklerinde diğer hücre türlerine dönüşebilirler. O halde herhangi bir kök hücre herhangi bir yavru hücre olabilir mi? Peki hayır.

Kök hücreler, hücre spektrumunun bölünmelerinden ne kadar geniş olabileceğine bağlı olarak dört alt gruba ayrılır.

Bir insan embriyosunu oluşturan kök hücreler, her türlü hücre dizisini meydana getirebilir. Buna karşılık, yetişkin bir insanın dokularında yaşayan bazı kök hücreler, yalnızca belirli bir dokuyu oluşturan kesin olarak tanımlanmış bir hücre türüne dönüşebilir.

Kök hücrelerin çeşitli yavru hücreler oluşturma olasılığından dolayı bölünmesi aşağıdaki gibidir:

• totipotent kök hücreler

En geniş farklılaşma potansiyeline sahip hücrelerdir ve her türlü yavru hücreye dönüşebilirler. Totipotent hücreler, gelişiminin ilk aşamalarında bir zigot (bir yumurtanın bir sperm tarafından döllenmesinden kaynaklanan bir hücre) ve bir embriyo oluşturur. İnsan vücudunu oluşturan tüm hücre türleri totipotent hücrelerden oluşturulabilir.

• pluripotent kök hücreler

Pluripotent hücreler ayrıca birçok hücre türüne dönüşebilir. Ancak plasental hücreler bir istisnadır. Pluripotent hücreler sözde oluşturur embriyo gelişiminin ilk haftasında oluşan yapılardan biri olan embriyo düğümü.

Ayrıca okuyun: Fetal gelişim: fetüs her hafta nasıl gelişir?

Embriyonik düğümün Pluripotent hücreleri, üç sözde organizmamızın tüm dokularının daha sonra geliştiği mikrop katmanları. Mikrop katmanlarının isimleri biraz karmaşık gelse de (ektoderm, mezoderm ve endoderm) bunlardan oluşan dokular herkes tarafından bilinir.

Ektoderm deri ve sinir sistemidir, mezoderm dolaşım ve kas-iskelet sistemidir ve endoderm solunum sistemi ve sindirim sisteminin büyük kısmıdır.

• multipotent kök hücreler

Multipotent hücreler, biraz daha dar farklılaşma potansiyeline sahip bir kök hücre grubudur. Hala birkaç hücre türü üretebilse de, genellikle benzer türdeki hücrelerdir. Bu alt gruptaki hücrelerin amiral gemisi örneği, hematopoietik kök hücreler olarak da bilinen kemik iliği multipotent hücreleridir. Kırmızı kan hücreleri veya çeşitli lökosit türleri gibi herhangi bir kan hücresine dönüşebilirler. Ancak diğer dokuları oluşturan hücreleri üretemezler.

• unipotent kök hücreler

Bu tür bir hücre yalnızca bir tür kız çocuk olabilir. Genellikle tek kutuplu hücreler yetişkin dokuların yenilenmesi ve onarımı için bir rezervuar görevi görür. İnsan cildinde bulunan epidermal kök hücreler, tek kutuplu hücrelere bir örnektir.

Kök hücreler nereden elde edilebilir?

Kök hücre elde etmek temelde iki şekilde mümkündür.

İlk kaynakları, sözde embriyonik kök hücrelerin izole edildiği insan embriyosudur. Bunlar totipotent veya pluripotent yapıya sahip hücrelerdir ve bu nedenle her tür dokuya farklılaşabilirler.

İkinci tip kök hücreye somatik kök hücreler (veya "yetişkin" kök hücreler). Bu hücre türü, adından da anlaşılacağı gibi, yetişkin insan vücudundan gelir.

Normal koşullar altında, bunlar çeşitli organlarda yaşayan hücrelerdir.

• ilik
• kaslar
• karaciğer
• cilt
• kan damarları

Bu organlarda kök hücreler rezervuar görevi görerek hasarlı dokuların yenilenmesini sağlar.

Somatik kök hücrelerin embriyonik kök hücrelerden daha sınırlı bir farklılaşma potansiyeline sahip olduğunu tahmin etmek zor değil. Yetişkin bir organizmadan gelen hücreler multipotent veya unipotenttir, yani benzer tipteki hücrelere veya hatta sadece bir tip yavru hücreye dönüşebilirler.

Yetişkin bir vücutta somatik kök hücreler bulmak ve elde etmek oldukça zordur. Dokulardaki bu tür hücrelerin sayısı çok azdır.

Toplandıktan sonra, laboratuvar koşullarında yetiştirilmeleri çok zordur, bu nedenle daha büyük miktarlar elde etmek zordur.

Şimdiye kadar yetişkin kök hücreler yalnızca birkaç kaynaktan elde edildi. Hematopoetik kök hücreler için bunlar:

• ilik
• Periferik kan
• Göbek kordonu kanı

Sırayla, yağ dokusu ve kemik iliğinden sözde alabilirsiniz mezenkimal kök hücreler. Farklı doku türlerine dönüşebilirler:

• kemik
• kıkırdaklı
• kas
• yağlı

Mezenkimal kök hücrelerin kullanımıyla tedaviler hala araştırma aşamasındadır - güvenlikleri ve etkinlikleri şimdiye kadar doğrulanmamıştır.

Yukarıdaki ikisinin bir türü olan bir tür daha kök hücreden bahsetmeye değer. Bu denir uyarılmış pluripotent kök hücreler.

Bunlar, bir laboratuvarda yeniden programlanmış ve germ hücrelerinin özelliklerini veren yetişkin bir organizmadan elde edilen kök hücrelerdir.

Kök hücrelerin güncel kullanımları

Kök hücrelerin türlerini ve farklılaşma olasılıklarını zaten bildiğimiz için, soru kalır - bunlardan hangileri ve tıpta nasıl kullanılır?

• embriyonik kök hücreleri

Embriyonik kök hücreler, herhangi bir tedavi türü için onaylanmamıştır. Neden? İşte bazı nedenler.

İlk olarak, kullanımları etik ikilemler içerir. Embriyonik kök hücreler, çoğunlukla in vitro fertilizasyon prosedürleri sırasında oluşturulan, araştırma amaçlı embriyolardan elde edilir. Etik konular, bu şekilde elde edilen kök hücrelere yönelik araştırmanın ilerlemesini sınırlayan faktörlerden biridir.

Germ hücrelerinin kullanımının önündeki ikinci engel tamamen bilimseldir. Her türlü yavru hücreye dönüşebilen, büyük farklılaşma potansiyeline sahip hücrelerdir. Şimdiye kadar, davranışlarını kontrol etmek için hiçbir yöntem bulunamadı.

Embriyonik kök hücreler, insan vücuduna yerleştirildikten sonra çeşitli, rastgele düzenlenmiş hücrelerden oluşan tümörler oluşturur. Bu tür tümörlere teratom (Latin teratom) denir. Sürekli olarak germ hücrelerini istenen dokuya dönüşecek şekilde yönlendirmenin yollarını arıyoruz.

Embriyonik kök hücrelerin kullanımı aynı zamanda reddedilme riskiyle de ilişkilidir - yabancı materyal oluştururlar (akraba olmayan bir donörden organ nakline benzer).

Aynı hasta tarafından bağışlanan ve alınan yetişkin kök hücreleri kullanıldığında risk çok daha düşüktür. Bu işleme otolog nakil diyoruz.

• yetişkin kök hücreler

Yetişkin kök hücrelerin kullanımı da pek çok sınırlamayla ilişkilendirilse de, şimdiye kadar tıpta yalnızca bu tür kök hücreler kullanılmıştır. Yetişkin kök hücrelerin elde edilmesi embriyo kültürü gerektirmez, bu yüzden çok daha az ahlaki ikilem ortaya çıkarır. Yetişkin kök hücreler aşağıdaki tedavi türlerinde kullanılır:

• hematopoietik kök hücre nakli

Hematopoetik kök hücre nakli, şu anda tüm dünyada başarıyla kullanılan tek rutin kök hücre tedavisidir. Sözde kemik iliği nakli, birçok hematolojik hastalığı tedavi etmenin bir yöntemidir.

Birincisi, bağışıklık sisteminde kalıtsal anormallikler olan birincil immün yetmezliği olan hastalarda kullanılırlar. Kemik iliği nakli, genellikle düzgün işleyen bağışıklık hücreleri elde etmelerinin tek yoludur.

Hematopoietik kök hücre nakli gerektirebilecek ikinci hasta grubu, örneğin agresif anti-kanser tedavisinin bir sonucu olarak kemik iliği tahrip olmuş hastalardır.

Böyle bir durum, tedavinin amacının neoplastik sürecin kapladığı hematopoietik sistemi yok etmek olduğu kan kanserleri (örn. Lösemiler) ve bunun ardından implante edilmiş kök hücrelerin yardımıyla yeniden yapılandırılması durumunda arzu edilebilir.

• epidermal kök hücreler kullanılarak geniş yaraların tedavisi

Epidermal kök hücreler, yanıklar gibi büyük ölçekli yaraları iyileştirmenin bir yoludur.

İşlemin tamamı şu şekildedir: önce epidermal kök hücreler hastanın sağlıklı cildinin bir parçasından toplanır.

Daha sonra bu hücreler, yoğun çoğalmalarını sağlayan koşullar altında laboratuar kültivasyonuna tabi tutulur.

Uygun sayıda hücre elde edildikten sonra yara yüzeyine yerleştirilir.

Terapinin ek bir avantajı, hastanın vücudunun böyle bir "sargıyı" reddedememesidir - kendi hücrelerinden yapılmıştır.

• korneal limbal kök hücrelerin kullanımı ile oftalmik tedavi

Kök hücrelerin kullanıldığı başka bir tedavi nispeten yakın zamanda onaylanmıştır. Kornea epitelinin (göz küresinin ön, dış tabakası) rekonstrüksiyonunu sağlayan, kornea limbal kök hücreleri içeren bir ilaçtır.

Önceki durumda olduğu gibi, hücrelerin "kaynağı" hastanın kendisi ve daha spesifik olarak sağlıklı gözüdür.

Kök hücreler toplandıktan sonra laboratuvarda çoğaltılır ve etkilenen göze verilir. Terapinin kullanımının bir göstergesi, örneğin kimyasal bir maddenin neden olduğu hasar nedeniyle korneal limbal kök hücrelerin eksikliğidir.

Kök hücrelerin geleceği

Yukarıdaki metin, tıpta kök hücrelerin mevcut ve gördüğünüz gibi çok sınırlı kullanımlarını özetlemektedir.

Bu alandaki araştırmalar karmaşıktır ve kök hücreler hala cevaplardan çok soru sormaktadır.

Zaman zaman bilim dünyasında bunlarla ilgili çığır açan keşifler hakkında bilgiler var, ancak ne yazık ki çoğu durumda yayınlanan araştırma sonuçlarının doğru olmadığı ortaya çıkıyor.

Örneğin, kemik iliği kök hücrelerini kalp kasındaki enfarktüs sonrası yara izine yerleştirmeye yönelik gürültülü bir girişim durumunda durum buydu. Bu tür bir terapinin sözde olumlu sonuçları, diğer klinik merkezlerde bir çığ gibi yeni denemeleri tetikledi, ancak tüm deneyler sonuçta başarısızlıkla sonuçlandı.

Tıpta kök hücreleri etkili ve güvenli bir şekilde kullanabilmek için daha uzun yıllar süren araştırmalara ihtiyaç vardır.

Bilim adamları sürekli olarak işleyişlerinin alışılmadık mekanizmaları hakkında daha fazla şey öğrenmeye çalışıyorlar.

Kök hücre farklılaşması sürecini hangi faktörler etkiler?

Bu süreç kontrol edilebilir mi?

Bunları etkili bir şekilde çoğaltabilmek için ne yapmalı?

Şimdiye kadar tedavi edilemeyen hastalıklardan hangisinin bu terapi ile gerçekten iyileştirilme şansı var?

Bunlar ve diğer birçok soru sürekli araştırılmaktadır.

Burada belirtmek gerekir ki, kök hücrelerin terapötik kullanımları sınırlı olmakla birlikte, tıbbın diğer alanlarında da yararlıdır.

Bir örnek, neoplastik süreçlerin incelenmesidir. Kök hücreler, laboratuvar koşullarında böyle bir süreci simüle etmeyi ve daha sonra bunlar üzerinde potansiyel tedavileri (örneğin yeni antikanser ilaçlar) test etmeyi mümkün kılar.

Devam eden kök hücre araştırma çalışmaları, örneğin şunları içerir:

• nörodejeneratif hastalıklar (örneğin Alzheimer hastalığı)
• omurilik yaralanmaları
• kas-iskelet sistemi yaralanmaları

ve son olarak, tüm organları yeniden yapılandırmaya çalışır (örneğin, tip I diyabette pankreas).

Kök hücrelerin her şeyi iyileştirmediğinin ve her potansiyel uygulamanın bağımsız olarak araştırıldığının ve onaylanmadan önce bir dizi klinik denemeden geçmesi gerektiğinin farkında olmalıyız.

Son olarak, herhangi bir yetkilendirme olmaksızın kök hücre tedavisi sunan "kliniklere" karşı uyarıda bulunmaya değer.

Bu tür deneyler, en iyi ihtimalle ve en kötüsü - sağlığınız ve hatta hayatınız - para kaybına neden olur.

Kaynakça:

1. "Yetişkin kök hücreler: yenileyici tıbbın umutları ve hiperleri" J. Dulak et.al. Acta Biochimica Polonica, Cilt 62, Sayı 3/2015, 329–337
2. "Kök hücrelerin biyolojisi: genel bir bakış" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 Eylül; 1 (3): 63–67.
3. "Korneadaki Kök Hücreler" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 134: 25-41
4. "Cilt Yenilenmesinde, Yara İyileşmesinde Kök Hücreler ve Klinik Uygulamaları" Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci. 2015 Ekim 23; 16

Yazar hakkında

Krzysztof Białoży Krakow'daki Collegium Medicum'da bir tıp öğrencisi, yavaş yavaş bir doktorun işinin sürekli zorlukları dünyasına giriyor. Özellikle jinekoloji ve obstetrik, pediatri ve yaşam tarzı tıbbı ile ilgilenmektedir. Yabancı dil, seyahat ve dağ yürüyüşü aşığı.

Bu yazarın diğer makalelerini okuyun