KÖK HÜCRELER ve KLİNİKTE KULLANIMLARI STEM CELLS AND CLINICAL APPLICATIONS



Benzer belgeler
Kök Hücre Biyolojisi. Prof. Dr. Gönül KANIGÜR Prof. Dr. Melek ÖZTÜRK

Nivîskar SamoCan THURSDAY, 17 FEBRUARY :17 - Nûkirina dawîyê THURSDAY, 17 FEBRUARY :27

Pluripotent Kök Hücreler

MEZENKİMAL KÖK HÜCRE BİYOLOJİSİ

Doku Mühendisliği, Kök Hücre Teknolojileri

ALLOJENİK KORDON KANI BANKACILIĞINDA UMUTLAR

Embriyonik Kök Hücre. Blastosist adı verilen hücre kümesinden alınan hücrelerin her birine embriyonik kök hücre denir. fertilised. egg. 8-cell.

HASTALIKLARA YENİ YAKLAŞIM: MEZENKİMAL KÖK HÜCRE. Melis Doğanay, Buse Gürcan, Cenk Anıl Olşen, İrem Darka, Dilara Alpan

İndüklenmiş Pluripotent Kök Hücre

Mezenkimal Kök Hücre

Rastgele (Stokas7k) kanser modeli - Tümör içindeki her hücre yeni bir kanseri başla5r

İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji AD Prof. Dr. Filiz AYDIN

HANDAN TUNCEL. İstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı

Kuramsal: 28 saat. 4 saat-histoloji. Uygulama: 28 saat. 14 saat-fizyoloji 10 saat-biyokimya

Biyomühendiliğin temel alanları

MEME KANSERİ KÖK HÜCRELERİNİN GEN EKSPRESYON PROFİLİ

Bölünme Kapasitelerine Göre Hücre Çeşitleri

Kök Hücre ve Erkek Genital Sisteminde Kök Hücrenin Kaynakları

ÇOK HÜCRELİ ORGANİZMALARIN GELİŞİMİ

DİCLE ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ DÖNEM I HÜCRE BİLİMLERİ 2 KOMİTESİ KÖK HÜCRELER

EMBRİYOLOJİ VE GENETİK DERSİNE GİRİŞ ARŞ. GÖR. KEVSER İLÇİOĞLU

Hematopoetic Kök Hücre ve Hematopoez. Dr. Mustafa ÇETİN

Hematopoe(k Kök Hücre

HÜCRE KÜLTÜRÜNDEN DOKU MÜHENDİSLİĞİNE

Kök Hücre ve Farklılaşma

ADIM ADIM YGS LYS. 93. Adım KALITIM -19 MODERN GENETİK UYGULAMALAR

AVRASYA ÜNİVERSİTESİ

KÖK HÜCRELER. Kök hücre nedir?

KANSER EPİDEMİYOLOJİSİ VE KARSİNOGENEZ

a. Segmentasyon Gelişimin başlangıcında hızlı ve birbirini takip eden mitoz bölünmeler gerçekleşir. Bu bölünmelere segmentasyon denir.

Onkolojide Sık Kullanılan Terimler. Yrd.Doç.Dr.Ümmügül Üyetürk 2013

DÖNEM 1 4. DERS KURULU 1. İSİM 1) TANIMI

Yaşamın Birinci Ha-ası İmplantasyon ve İkinci Ha-a

Kas Dokusunun Gelişimi. Doç.Dr. E.Elif Güzel

MEZENKİMAL KÖK HÜCRE GENKÖK - MKH

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ ECZACILIK FAKÜLTESİ İLAÇ KEŞFİ VE GELİŞTİRİLMESİNDE KÖK HÜCRENİN YERİ. Hazırlayan Harun KARADUMAN

Kök Hücreler. Hakan SAĞSÖZ 1, M. Aydın KETANİ 1

b. Amaç: Hücre zarının yapı ve fonksiyonları ile ilgili genel bilgi öğretilmesi amaçlanmıştır.

KÖK HÜCRE TANITIM KİTAPÇIĞI

II.Hayvansal Dokular. b.bez Epiteli 1.Tek hücreli bez- Goblet hücresi 2.Çok hücreli kanallı bez 3.Çok hücreli kanalsız bez

TEKNOLOJİLER LERİ. Sevda IŞIKI

Hücre Farklılaşması. Prof.Dr. Gönül Kanıgür

Vücudumuzdaki kas, karaciğer, cilt hücreleri gibi hücrelerin hedefleri bellidir ve bu hücreler bölündükleri zaman kendileri gibi hücre oluştururlar.

Başkent Üniversitesi. Biyomedikal Mühendisliği Bölümü. Tıbbi Biyoloji Sunum Raporu

LÖSEMİK KÖK HÜCRELERDE ERKEN EMBRİYONİK KÖK HÜCRE TRANSKRİPSİYON FAKTÖRLERİNİN EKSPRESYONUNUN ARAŞTIRILMASI

Kök Hücre ve Doku Mühendisliği

KÖK HÜCRELER. Doç.Dr.Engin DEVECİ

En Etkili Kemoterapi İlacı Seçimine Yardımcı Olan Moleküler Genetik Test

Kök Hücre Üretiminde Güncel Yaklaşımlar

Wnt/β-katenin Yolağı

ADIM ADIM YGS LYS. 73. Adım ÜREME BÜYÜME GELİŞME EMBRİYONİK ZARLAR İNSAN EMBRİYOSUNUN GELİŞİMİ-1

RİBOZOM YAPI, FONKSİYON BİYOSENTEZİ

YARA TEDAVİSİNDE YENİLİKLER KÖK HÜCREDEN DOKU MÜHENDİSLİĞİNE

Fetus Fizyolojisi. 10.Sınıf Kadın Sağlığı Hastalıkları ve Bakımı

Kök hücreyi tanıyalım

HÜCRE BÖLÜNMESİ VE ÜREME. Mitoz Bölünme ve Eşeysiz Üreme 1

DOKU. Dicle Aras. Doku ve doku türleri

Şekil 1. Mitoz bölünmenin profaz evresi.

b. Amaç: Gen anatomisi ile ilgili genel bilgi öğretilmesi amaçlanmıştır.

KOLOREKTAL KANSERLERİN MOLEKÜLER SINIFLAMASI. Doç.Dr.Aytekin AKYOL Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Patoloji Anabilim Dalı 23 Mart 2014

(ZORUNLU) MOLEKÜLER İMMÜNOLOJİ I (TBG 607 TEORİK 3, 3 KREDİ)

Patologlar için Plasental Gelişim ve Histoloji. Dr. Serap Toru Akdeniz Üniversitesi Tıp Fakültesi Patoloji Anabilim Dalı Antalya/Türkiye

HÜCRE SĠNYAL OLAYLARI PROF. DR. FATMA SAVRAN OĞUZ

Kanser Tedavisi: Günümüz

CANLILARDA ÜREME. Üreme canlıların ortak özelliğidir. Her canlının kendine benzer canlı meydana getirebilmesi üreme ile gerçekleşir

T Lenfositleri. Dr. Göksal Keskin

1.YARIYIL, DERS KURULU II: TEMEL TIP BİLİMLERİNE GİRİŞ II

ADIM ADIM YGS LYS Adım EVRİM

KEMİK İLİĞİ TRANSPLANTASYONU

ERKEN ÇOCUKLUKTA GELİŞİM

KANSER AŞILARI. Prof. Dr. Tezer Kutluk Hacettepe Üniversitesi

Kan Kanserleri (Lösemiler)

Dersin Amacı. Başlıca hücresel sinyal yolaklarının öğrenilmesi Sinyal yolaklarının işlevleri hakkında bilgi sahibi oluynmasıdır.

LYS ANAHTAR SORULAR #7. Kalıtım

7 Eylül Çarşamba. Myeloproliferatif Hastalıklar Prof.Dr. İ.Celalettin Haznedaroğlu (İç Hastalıkları - Hematoloji) Turuncu Amfi Teorik

10. Sınıf Biyoloji Konuları Hücre Bölünmeleri Kalıtımın Genel İlkeleri Ekosistem Ekolojisi ve Güncel Çevre Sorunları

B unl a r ı B i l i yor mus unuz? MİTOZ. Canlının en küçük yapı biriminin hücre olduğunu 6. sınıfta öğrenmiştik. Hücreler; hücre zarı,

2. KÖK HÜCRE GELİŞİMİNİN TARİHÇESİ

Doksorubisin uygulanan PARP-1 geni silinmiş farelerde FOXO transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonları spermatogenez sürecinde değişiklik gösterir

Telomeraz enzim eksikliğinin tedavisinde yeni yaklaşımlar. Prof. Dr. Fatma İnanç Tolun / Kahramanmaraş

Mezenkimal Kök Hücrelerin Klinik Uygulamaları

2017 / 2018 EĞİTİM ÖĞRETİM YILI

İNSANDA ÜREME, BÜYÜME VE GELİŞME

Teori (saat/hafta) Laboratuar (saat/hafta) BES BAHAR

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI DÖNEM I 4. DERS KURULU PROGRAMI KALITIM VE İNSAN EMBRİYOLOJİSİ

Ders Yılı Dönem-III Neoplazi ve Hematopoetik Sistem Hast. Ders Kurulu

ÜNİTE I HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM 1.1 HÜCRE BÖLÜNMESİ Hücre bölünmesi canlılar aleminde görülen en önemli biyolojik olaylardan biridir.

ÖZGEÇMİŞ Uzman ZEHRA SEDA HALBUTOĞULLARI

YAŞLILIK VE KANSER. Prof.Dr.A.Önder BERK

LENFOİD SİSTEM DR GÖKSAL KESKİN ARALIK-2014

XIX. KÖK HÜCRE ve DOKU MÜHENDİSLİĞİ KURSU:

Mutasyon: DNA dizisinde meydana gelen kalıcı değişiklik. Polimorfizm: iki veya daha fazla farklı fenotipin aynı tür popülasyonunda bulunmasıdır.

FEN ve TEKNOLOJİ / GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ve BİYOTEKNOLOJİ. GENETİK MÜHENDİSLİĞİ ve BİYOTEKNOLOJİ

Kök Hücre: Ne? Nasıl? Niçin? Ne Zamandan Beri? Nereye Kadar?

DONÖR LENFOSİT İNFÜZYONU(DLI) Hülya Baraklıoğlu Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Terapötik Aferez Merkezi

Prenatal devre insan ve memeli hayvanlarda uterus içerisinde geçer. Kanatlı hayvanlarda ise yumurta içinde kuluçkada geçen devredir.

ADIM ADIM YGS LYS Adım DOLAŞIM SİSTEMİ 5 İNSANDA BAĞIŞIKLIK VE VÜCUDUN SAVUNULMASI

AVRASYA ÜNİVERSİTESİ

İmplantasyon-Desidualizasyon Erken Embriyogenez (2-3. haftalar)

Transkript:

Received: March 25, 2014 Accepted: October 20, 2014 KÖK HÜCRELER ve KLİNİKTE KULLANIMLARI Seçil ERDEN *1 1 Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Biyomühendislik Bölümü, 60250, Tokat, Türkiye Özet Kök hücreler, çeşitli hücre tiplerine (kemik, kıkırdak, kas, yağ, v.b.) dönüşebilme potansiyeline sahip (plastisite) farklılaşmamış hücrelerdir. Bu hücrelerin plastisiteleri, her gelişim evresinde farklı derecelerde gözlenmektedir. İzole edildikleri gelişim dönemine göre kök hücreler, embriyonik, uyarılmış pluripotent ve yetişkin hücreler olmak üzere üç ana sınıfa ayrılmaktadır. Günümüzde, klinik uygulamalarda oldukça önemli yer tutan kök hücreler (mezenkimal kök hücreler, kanser kök hücreleri, v.b.), özellikle yeni teşhis ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinde umut verici bir hücre kaynağı oluşturmaktadır. Anahtar kelimeler: Embriyonik kök hücreler, uyarılmış pluripotent kök hücreler, yetişkin kök hücreler, kanser kök hücreleri, teşhis, tedavi STEM CELLS AND CLINICAL APPLICATIONS Seçil ERDEN * Gaziosmanpasa University, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Bioengineering Department, 60250, Tokat, Turkey Abstract Stem cells are undifferentiated cells which have a differentiation capacity (plasticity) to the various cell types (bone, cartilage, muscle, adipose, etc.). Plasticities of these cells are observed in different degrees for each developmental stage. According to development stage from which these cells are isolated they classify into three main type and they are called embriyonic, induced pluripotent and adult stem cells. Nowadays, stem cells (mesencymal stem cells, cancer stem cells, etc.) which are very important in clinical applications constitutes a promising cell source especially for developing new diagnosis and treatment techniques. Keywords: Embriyonic stem cells, induced pluripotent stem cells, adult stem cells, cancer stem cells, diagnosis, treatment * Corresponding Author e- mail:secil.erden@gop.edu.tr 1

1. Kök Hücreler Kök hücreler, kendisini yenileyebilme yeteneğine ve farklı hücre tiplerine dönüşebilme potansiyeline sahip farklılaşmamış hücrelerdir. Bu dönüşüm, farklı gelişim evrelerinden elde edilen hücrelerde farklı derecelerde gözlenmektedir. İki haploit gamet hücresinin (sperm ve yumurta) birleşmesiyle oluşan zigotun (totipotent) birbirini izleyen bölünmeleriyle blastokist oluşur ve bu aşamadaki hücreler bütün organizmayı oluşturmak üzere çoğalırlar, farklılaşırlar [13]. İnsanda 4-6 günlük bir blastokistin iç hücre kitlesinde yer alan bu hücreler embriyonik kök hücrelerdir ki bunlar, tüm germ tabakalarını (ektoderm, mezoderm, endoderm) ve onlardan köken alacak sistemleri oluşturabilme yeteneğindedirler (pluripotent) [9]. Embriyonik gelişimin ilerleyen dönemlerinde hücreler, uterus duvarına implante olana kadar pluripotent (yaklaşık 200 farklı tipte hücreye farklılaşabilme); implantasyondan sonra ise multipotent (üç germ tabakasına ait hücrelerden bazılarına farklılaşabilme) özellik kazanırlar [8]. Bu multipotent hücreler, gelişimin ilerleyen dönemlerinde (fötal, prenatal, postnatal, çocukluk, yetişkinlik, v.b.), gerektiğinde çoğalıp farklılaşmak üzere, çeşitli dokularda (kemik iliği, yağ, kas, v.b.) varlıklarını devam ettirirler. Bunlara yetişkin kök hücreler denir ve embriyonik kök hücrelere göre sınırlı sayıda hücre tipine farklılaşabilirler (pluripotent ya da multipotent) [2, 8]. 1.1. Kök Hücrelerin Genel Özellikleri Kök hücreler, yüksek telomeraz enzim aktivitesine sahip hücrelerdir. Bu özellikleri sayesinde, doğrusal kromozomlarının ucunda bulunan telomerlerin kısalmaları önlenmekte; böylece, kök hücrelerin yaşlanmasının ve bölünme kapasitelerinin azalmasının önüne geçilmektedir [4]. Kök hücreler, bölünmeler esnasında bir yandan öncü hücrelere dönüşecek hücreleri üretirken bir yandan da kendi yedeklerini oluştururlar. Böylece organizmadaki kök hücre havuzu, yaşam boyu sabit büyüklükte kalmaktadır. Kök hücrelerin dışında, hücre dışı matriks bileşenleri, komşu hücreler ve salgı proteinleri tarafından oluşturulan mikroçevre (niş), kök hücre sayısını ve hücrenin bulunduğu durumu kontrol altında tutmaktadır [11]. Farklılaşma, çok hücreli organizmaları oluşturmak üzere bir araya gelmiş hücrelerin, özgün bir yapı kazanmak ve özel görevleri üstlenmek üzere geçirdikleri bir dizi değişimdir. Bu değişim, hücre dışı matriks proteinleri, sitokinler ve büyüme faktörleri gibi çeşitli moleküllerin yer aldığı karmaşık yolakları oluşturduğu bir süreçtir. Bir hücre farklılaşmaya başlamadan önce yeterli sayıya ulaşır ve ardından, çoğalma ile ilgili mekanizmalar kapatılarak farklılaşma ile ilgili olanlar devreye girer. Bu süreçte genellikle hücre bölünme döngüsünden çıkar (G0 fazı). Farklılaşmayı uyaran ve devam ettiren etkenlerin ortadan kalkması durumunda hücre tekrar bölünme döngüsüne girer (G1 fazı) [2, 7, 9]. Kök hücreler için farklılaşma, diğer tüm hücrelerdeki farklılaşma mekanizmasına benzer şekilde yürütülür. Ancak bu hücreleri diğer hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri farklılaşma 2

kapasitelerinin yüksek oluşudur. Bu özellikleri sayesinde, organizmadaki yapım ve onarım olaylarında önemli roller üstlenirler [9]. In vitro ortamda kök hücrelerin farklılaşması, belirli fiziksel ve kimyasal koşulların sağlanması ya da genetik programın değiştirilmesi ile başarılır. Örneğin, bir kök hücrenin kemik hücresine farklılaşabilmesi için kültür ortamına, belirli dozlarda deksametazon, askorbik asit ve β- fosfogliserofosfat ın eklenmesi gereklidir. Genetik manipulasyonla farklılaştırmada ise çeşitli vektörler kullanılarak kök hücrenin genetik programı yeniden düzenlenir. Bunun en güncel örneği olarak da uyarılmış pluripotent kök hücrelerin (IPS = induced pluripotent stem cells) elde edilmesi gösterilebilir. Bu teknikte somatik hücrelerde, bazı vektörler aracılığıyla, Oct4, Sox2, c-myc gibi embriyonik kök hücrelere özgü genler aktif hale getirilerek geriye farklılaşma (dediferansiyasyon) sağlanır [1, 7]. 1.2. Kök Hücre Tipleri 1.2.1. Embriyonik Kök Hücreler Embriyonik kök hücreler [EKH], döllenmeden birkaç gün sonraki blastokist aşamasından izole edilmektedirler. Bu aşamada embriyo, trofoblast adı verilen ve daha sonra plasentayı oluşturacak dış tabaka hücrelerinden, blastosöl denilen iç bölümden ve trofoblastın iç çeperine yapışık küçük iç hücre kitlesinden oluşmaktadır. Bu kitleden izole edilen EKH ler pluripotent özelliktedirler. In vitro da, sınırsız olarak çoğaltılıp istenilen her hücre tipine farklılaştırılabilmektedirler [2, 8]. 1.2.2. Uyarılmış Pluripotent Kök Hücreler [ips] Uyarılmış pluripotent kök hücreler, somatik hücrelere pluripotensi genlerinin (Oct3/4, Sox2, Klf4, v.b.) aktarılması yoluyla oluşturulmaktadır. Geçmişi 2006 yılına dayanan, 2012 Nobel Ödülü nü alan ve blastokist kullanımını gerektirmeyen bu yöntemle, pluripotent hücrelerin üretilmesi önemli bir gelişme olarak kabul edilmektedir. Özellikle EKH araştırmalarına sıcak bakmayan çevreler, IPS lerin EKH lere güçlü bir alternatif olduklarını savunmaktadırlar [1, 7]. 1.2.3. Yetişkin Kök Hücreler Yetişkin kök hücreler, doğum sonrasında organizmada farklı doku ve organlarda yerleşik halde bulunan multipotent kök hücrelerdir. Kendilerini yenileyebilme ve farklılaşabilme yeteneklerine sahip bu hücreler, yerleşim ve farklılaşma özelliklerine göre çeşitli alt sınıflarda (hematopoetik kök hücreler, mezenkimal kök hücreler) incelenmektedirler. Hematopoetik kök hücreler Hematopoez, organizmanın kan hücrelerini oluşturma sürecidir. Yetişkin kök hücre tiplerinden biri olan ve bütün kan hücrelerine dönüşme yeteneğindeki hematopoetik kök hücrelerin (HKH) gelişim ve farklılaşmaları da bu süreçte gerçekleşmektedir. Hematopoez sarı kesede başlar ve daha sonra 3

aort-gonad-mezonefroz bölgesi, plasenta, fötal karaciğer, timus, dalak ve kemik iliği olmak üzere birçok bölgede devam eder [2]. Embriyonik dönemde oluşan HKH ler, kemik iliği gelişip kök hücre fonksiyonları için gereken mikroçevreyi sağlayana kadar bu bölgeler arasında göç ederler. Doğumun gerçekleşmesiyle HKH ler kemik iliğinde yerleşik olarak görevlerini yaşam boyu sürdürürler. Hematopoetik kök hücrelerin kendilerini yenilemeleri, hücre döngüsünün G0 evresinde sessiz olarak kalmaları, adezyonları, proliferasyonları, farklılaşmaları v.b. çeşitli karmaşık olaylar kemik iliğindeki mikroçevreler ile kontrol edilir [8]. Kemik iliğinde bu kontrolü sağlayan başlıca iki farklı niş bulunmaktadır. Bunlardan biri endostel [osteoblastik] diğeri vasküler [endotelyal] niştir. Endostel nişteki HKH ler vasküler niştekilere göre sayıca daha azdır ve daha primitiftir. Vasküler niş HKH leri farklılaşmaya daha yatkın kök hücrelerdir [2]. Günümüzde çeşitli hastalıkların tedavisinde gerektiğinde uygulanabilen HKH transplantasyonu için kök hücreler sıklıkla kemik iliği veya periferik kandan elde edilirken; kordon kanı, üçüncü bir HKH kaynağını oluşturmaktadır. Gebelik boyunca anneyle fetüs arasındaki bağlantıyı sağlayarak bebeğin besin ile oksijen gereksinimini karşılayan göbek kordonunda yer alan bu kan, HKH yönünden oldukça zengindir. Geçtiğimiz dönemlerde, doğumun ardından çöpe atılan göbek kordonu bu nedenle artık, tedavi amacıyla kullanılan bir kök hücre kaynağı haline gelmiştir. Kordon kanı, kemik iliği ve periferik kan gibi dokularla karşılaştırıldığında, daha uzun telomere ve dolayısıyla yüksek proliferatif kapasiteye, başka canlılarla yüksek uyum gücüne sahip hücreler içermesi nedeniyle, daha avantajlıdır [8]. Mezenkimal kök hücreler Yetişkin kök hücre tipi olan mezenkimal kök hücreler (MKH), çeşitli dokulardan elde edilebilmekte ve kültür ortamında, gerekli koşullar sağlandığında, hızla çoğaltılabilmektedirler [3, 17]. MKH ler ilk defa 1966 yılında Fridenstein ve Petrakova tarafından tanımlanmışlardır. Fridenstein, yaptığı kemik iliği kültüründe morfolojik olarak fibroblastlara benzeyen hücre kolonilerinin bulunduğunu ve bu hücrelerin kemik ve yağ hücrelerine farklılaşma yeteneğinde olduğunu göstermiştir [3]. Yüzeye yapışma, stromal karakterde yüzey antijenlerine (CD71, CD90, CD29, CD44 v.b.) sahip olma ve multipotent farklılaşma potansiyeli, MKH lerin tanımlanmasında kullanılan başlıca özelliklerdir [10]. Ek olarak, çeşitli dokularda destek hücresi olarak bulunan MKH ler, çok sayıda sitokin (interlökin 6, 7, 8, 11, 12, 14, 15, v.b.), enzim ve hücre dışı matriks proteini sentezlemektedir. Yüksek faklılaşma yeteneğine, düşük immünojeniteye ve immün baskılayıcı (lenfosit proliferasyonunu engellerler) özelliğe sahip olan bu hücreler, rejeneratif tıbbın çok çeşitli alanlarında kullanılabilmektedir. MKH ler yetişkin organizmadaki çok çeşitli dokulardan izole edilebilmekte ve uygun mikroçevre koşullarında çok çeşitli hücre ve doku tiplerine farklılaştırılabilmektedirler (Tablo 1) [17]. 4

Tablo 1. MKH kaynağı dokular ve MKH lerin farklılaştıkları doku tipleri [17] MKH nin Elde Edildiği Başlıca Yetişkin Doku Tipleri Kemik iliği Adipoz doku Plasenta İskelet kası Beyin Saç folikülü Kornea, retina, pankreas, karaciğer, amniyotik sıvı MKH nin Farklılaşabildiği Başlıca Hücre / Doku Tipleri Kemik, kıkırdak, tendon, kas, adipoz, sinir Kemik, kıkırdak, tendon, kas, sinir Kemik, kıkırdak, kemik iliği, kas, sinir Kemik, kıkırdak, tendon, düz ve çizgili kas, sinir Kas, sinir Deri, düz kas, adipoz, beyin Kemik, kıkırdak, tendon, sinir, v.b. Kemik iliği bilinen en eski ve en zengin MKH kaynağı olsa bile [3,10] organizmada yaygın şekilde bulunan adipoz doku da kök hücre kaynağı olarak yaygın ve etkin bir biçimde kullanılmaktadır. Adipoz dokudan MKH eldesi, kemik iliğine göre daha kolay, daha az invazif ve daha yüksek verimle [az miktarda dokudan çok sayıda kök hücre] gerçekleştirildiğinden dolayı son yıllarda sıklıkla tercih edilmektedir [6, 16, 17]. Adipoz doku kökenli mezenkimal kök hücreler [ADKH], diğer tüm MKH ler gibi fibroblastik morfoloji gösteren, yüzeye bağımlı, spesifik yüzey fenotipine (CD45 -, CD31 -, CD34 +, CD49d +, v.b.) sahip, multipotent özellikte, stromal hücrelerdir [17]. ADKH lerin izolasyonunda, adipoz doku kaynağı olarak genellikle lipoaspiratlar tercih edilse de, küçük boyuttaki adipoz doku biyopsilerinden de yüksek verimle ADKH elde edilebildiği bilinmektedir [6]. Kanser kök hücreleri Sağlıklı bir hücre, kanserleşebilmek için arka arkaya ve çok sayıda genetik mutasyon geçirmek durumundadır. Telomer kısalması nedeniyle sınırlı bölünme kapasitesine sahip hücrelerin bu büyük genetik değişimi nasıl gerçekleştirdiği ve bu farklılaşma sürecini kısa yaşam süresine nasıl sığdırdığı, uzun yıllar boyunca merak edilen bir soru olmuştur [12, 14]. Bu soru, 2000 li yılların başında yanıt bulmuş ve ilk olarak akut myeloid lösemi hastalarında tanımlanan bir hücre topluluğunun kanserleşme mekanizmasını başlattığı fark edilmiştir. Yüksek telomeraz aktivitesine sahip olmaları nedeni ile çok hızlı bir şekilde çoğalabilen bu hücreler, kanser kök hücreleri (KKH) olarak adlandırılmışlardır [5, 14]. Bazı solid kanser türlerinde de (meme kanseri, prostat kanseri, v.b.) hücre kitlesi içinde kök hücre özelliklerini barındıran belli sayıda KKH bulunmaktadır. Bunlar kendini yenileme ve çoğalma özellikleri sayesinde çoğalarak tümör kitlesinin yeniden ortaya çıkmasına ve büyümesine neden olmaktadır. Aşağıda, kanser kök hücreleri ile normal kök hücreler arasındaki benzerlikler özetlenmiştir [2, 12, 14]: Kendini yenileme için kullanılan ortak sinyal yolakları (Wnt, Sonic Hedgehog) Oct4 ve Sox2 gibi transkripsiyon faktörlerinin ekspresyonu 5

Uzamış telomer boyu ve yüksek telomeraz aktivitesi sayesinde artmış hücre yaşam süresi Anjiyojenik faktörler salgılayarak anjiyogenezi uyarmak Metastaz ve belli bir bölgeye yerleşme (homing) ile ilgili ortak yüzey reseptörlerine sahip olmak. 2. Kök Hücrelerin Klinikte Kullanımı MKH ler, başta bağ doku kökenli hücreleri olmak üzere çeşitli hücrelere farklılaşarak ya da çözünür faktörler sentezleyerek doku / organ rejenerasyonuna katkıda bulunmaları, in vitro da kolaylıkla çoğaltılabilmeleri, hasarlı dokuya migrasyon yetenekleri ve immun baskılayıcı özellikleri nedeniyle birçok klinik uygulamada kullanım potansiyeline sahiptir. MKH ler ile ilgili in vitro ve in vivo araştırmalara literatürde fazla sayıda rastlanmaktadır; ancak, bu hücrelerin klinik uygulamaları ile ilgili yayınlar oldukça sınırlıdır. Örneğin, yapılan ön çalışmalar, MKH infüzyonunun güvenli olduğunu düşündürse de uzun süreli takip edilen hasta sayısı çok az olduğundan dolayı konu ile ilgili soru işaretleri varlığını sürdürmektedir [2]. Akut greft versus host ve Chron hastalıklarının tedavisinde, immunomodülatör etkilerinden dolayı MKH ler, yüksek yararlılıkla kullanılmaktadır. Ek olarak, ortopedide menisküs hasarı tamirinde, kıkırdak ve kemik defektlerinin tamirinde, osteoporoz tedavisinde, omurilik yaralanmalarında, MKH lerin klinik uygulamaları mevcuttur [3]. Klinikte kullanımında oldukça avantajlı bu hücreler ne yazık ki bazı önemli dezavantajlara da sahiptir. Bunlardan ilki, sayılarının çok az olması nedeniyle MKH lerin in vitro kültür ortamında haftalar boyunca çoğaltılması gerekliliğidir. Uzun süren kültür koşullarında, MKH lerde meydana gelebilecek hücresel ve moleküler değişimlerin (telomer kısalması, onkojenik transformasyon, mikroorganizma kontaminasyonu, v.b.) in vivo daki etkilerine dair kesin veriler olmasa da olası sakıncalar (enfeksiyon, kanser gelişimi, v.b.) bilim çevreleri tarafından endişeyle karşılanmaktadır. İkinci dezavantaj, kültürde çoğaltılan bu hücrelerin hastalarda kullanılabilmesi için tüm işlemlerin kabul edilmiş uluslar arası standartlarda (GMP, İyi Üretim Uygulamaları) yürütülmesi gerekliliğidir. Bu koşulları sağlamak için gerekli alt yapıyı oluşturabilen laboratuvar sayısı ise oldukça kısıtlıdır. Üçüncü sırada ise, MKH lerin kültür ortamında çoğaltılmasında kullanılan ürünlerin (serum, v.b.) klinik kullanıma uygun özelliklerde bulunmasında yaşanan zorluklar yer almaktadır. Kanserli dokular, hem farklı morfolojideki (endotelyal, fibroblastik v.b.) somatik hücreleri hem de farklı özellik ve yapıdaki kanser hücrelerini içermeleri nedeniyle heterojen yapı gösterirler [12, 15]. Bu heterojenite nedeniyle tümör dokuları, aynı bölgede yer alsalar bile birbirlerinden farklı çoğalma kapasitesine ya da farklı metastaz özelliklerine sahip olabilirler. Diğer yandan, aynı kanser tipi, farklı bireylerde farklı yayılım gösterip, uygulanan tedaviye farklı derecelerde yanıtlar verebilirler. Kanserli dokularda görülen bu belirgin farklanmalardan dolayı, doğru teşhis ve etkili tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Son yıllarda gerçekleştirilen kanser araştırmalarında, KKH lerin hem kanserleşmenin başlamasında hem de malignite derecesinin belirlenmesinde oldukça önemli olduğu görülmüştür. İçerisinde KKH populasyonu barındıran tümör dokularında, kemoterapi ve radyoterapi sonucunda, sadece kanserli 6

somatik hücrelerin öldürülebildiği, KKH lerin bu tedavilere direnç gösterdiği belirlenmiştir [12, 14]. Ek olarak KKH lerin, taşıdıkları hematopoietik markörler nedeniyle kan dolaşımına ve oradan da kemik iliğine kolaylıkla taşınabildikleri; dolayısıyla, bu hücre tipini içeren tümör dokularının metastaz yeteneklerinin de, çok yüksek olduğu bilinmektedir [14]. Kanser kök hücreleri hakkında günümüze kadar çeşitli gruplar tarafından çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiş olsa da bu alandaki bilgi birikiminin henüz yeterli olmadığı açıktır. Dolayısıyla, kanser tedavisinde çığır açacak nitelikteki KKH lerin, hangi kanser tipinde hangi özelliklere sahip olduğunun belirlenmesi oldukça önemlidir. Böylelikle, çağın vebası olarak adlandırılan kanserin teşhis ve tedavisinde ciddi bir yol katedilmiş olacaktır. Kaynaklar [1] Aasen T, Belmonte, JCI [2010]. Isolation and cultivation of human keratinocytes from skin or plucked hair for the generation of induced pluripotent stem cells. Nature Protocols, 5[2]: 3171-382. [2] Akar AR, Arat M, Beksaç M, Can A, Çamurdanoğlu BZ, Çetinkaya DU, Elçin YM, Kansu E, Kırık D, Özçelik T, Özden İ, Şahin G [2009]. Türkiye Bilimler Akademisi Raporları, 20, Ankara, 113s. [3] Barry FP, Murphy JM [2004]. Mesenchymal Stem Cells: Clinical applications and biological characterization. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 36: 568-584. [4] Deliloğlu Gürhan Sİ, Özen MÖ, Sözer P, Lüleci İ [2009]. Kök hücreler ve doku mühendisliği, Sağlıkta Birikim, 1[5]: 143-168. [5] Ghiaur G, Gerber J, Jones RJ [2012]. Concise review: Cancer stem cells and minimal residual disease. Stem Cells, 30: 89 93. [6] Gimble JM, Guilak F [2003]. Adipose-derived adult stem cells: Isolation, characterization and differentiation potential, Cytotherapy, 5[5]: 362-369. [7] Kapinas K, Grandy R, Ghule P, Medina R, Becker K, Pardee A, Zaidi SK, Lian J, Stein J, Wijnen AV, Stein G, [2013]. The abbreviated pluripotent cell cycle, Journal of Cellular Physiology, 228: 9-20. [8] Lanza R, Klimanskaya I [2009]. Essential Stem Cell Methods, Academic Press Elsevier, USA, 608p. [9] Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger CA, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J [2004]. Molecular Cell Biology, W. H. Freeman and Company, New York, 1050p. [10] Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, Moorman MA, Simonetti DW, Craig S, Marshak DR [1999]. Multilineage potential of adult mesenchymal stem cells, Science, 284: 143-147. [11] Polak JM, Bishop AE [2006]. Stem cells and tissue engineering: past, present, and future, Annals of the New York Academy of Sciences, 1068: 352 366. [12] Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weismann IL [2001]. Stem cells, cancer and cancer stem cells. Nature, 414: 105 111. 7

[13] Sadler TW [2005]. Langman s Medikal Embriyoloji, [Çev. A. C. Başaklar], Palme Yayınları, 303, Ankara, 507s. [14] Spillane JB, Henderson, MA [2007]. Cancer stem cells: a review. ANZ Journal of Surgery., 77: 464 468. [15] Stolpe, A [2013]. On the origin and destination of cancer stem cells: a conceptual evaluation. American Journal of Cancer Research, 3[1]: 107 116. [16] Zhu Y, Liu T, Song K, Fan X, Ma X, Cui Z [2008]. Adipose-derived stem cell: a better stem cell than BMSC, Cell Biochemistry and Function, 26: 664-675. [17] Zuk PA, Zhu M, Ashjian P, Daniel AU, Huang JI, Mizuno H, Alfonso Z, Fraser JK, Benhaim P, Hedrick MH [2002]. Human adipose tissue is a source of multipotent stem cells, Molecular Biology of the Cell, 13: 4279-4295. 8