Kök hücre nedir ve ne işe yarar?
Vücuttaki hücrelerin belirli amaçları vardır, ancak kök hücreler henüz belirli bir role sahip olmayan ve ihtiyaç duyulan hemen hemen her hücreye dönüşebilen hücrelerdir.
Kök hücreler, vücudun ihtiyaç duyduğu şekilde belirli hücrelere dönüşebilen farklılaşmamış hücrelerdir.
Bilim adamları ve doktorlar, vücudun bazı işlevlerinin nasıl çalıştığını ve bazen nasıl ters gittiğini açıklamaya yardımcı oldukları için kök hücrelerle ilgileniyorlar.
Kök hücreler ayrıca şu anda tedavisi olmayan bazı hastalıkların tedavisi için umut vaat ediyor.
Kök hücre kaynakları
Kök hücreler iki ana kaynaktan gelir: yetişkin vücut dokuları ve embriyolar. Bilim adamları ayrıca, genetik “yeniden programlama” tekniklerini kullanarak diğer hücrelerden kök hücreler geliştirmenin yolları üzerinde çalışıyorlar.
Yetişkin kök hücreler
Kök hücreler, farklılaşmadan önce her tür hücreye dönüşebilir.
Bir kişinin vücudu, yaşamı boyunca kök hücreler içerir. Vücut bu kök hücreleri ihtiyaç duyduğu anda kullanabilir.
Dokuya özgü veya somatik kök hücreler olarak da adlandırılan yetişkin kök hücreler, embriyonun geliştiği andan itibaren vücudun her yerinde bulunur.
Hücreler spesifik olmayan bir durumdadır, ancak embriyonik kök hücrelerden daha uzmanlaşmıştır. Vücut onlara belirli bir amaç için, örneğin deri veya kas hücreleri olarak ihtiyaç duyana kadar bu durumda kalırlar.
Günlük yaşam, vücudun sürekli olarak dokularını yenilediği anlamına gelir. Bağırsak ve kemik iliği gibi vücudun bazı bölgelerinde kök hücreler, bakım ve onarım için yeni vücut dokuları üretmek üzere düzenli olarak bölünür.
Kök hücreler farklı doku türlerinde bulunur. Bilim adamları dokularda kök hücreler buldular:
- beyin
- kemik iliği
- kan ve kan damarları
- iskelet kasları
- cilt
- karaciğer
Ancak kök hücrelerin bulunması zor olabilir. Vücut onları yeni dokuyu onarmaya veya büyütmeye çağırana kadar yıllarca bölünmeyen ve spesifik olmayan kalabilirler.
Yetişkin kök hücreler sonsuza kadar bölünebilir veya kendini yenileyebilir. Bu, kaynak organdan çeşitli hücre türlerini oluşturabilecekleri ve hatta orijinal organı tamamen yeniden oluşturabilecekleri anlamına gelir.
Bu bölünme ve yenilenme, bir cilt yarasının nasıl iyileştiği veya örneğin karaciğer gibi bir organın hasar sonrası kendini nasıl tamir edebileceğidir.
Geçmişte bilim adamları, yetişkin kök hücrelerin yalnızca kaynak dokusuna göre farklılaşabileceğine inanıyordu. Bununla birlikte, bazı kanıtlar, diğer hücre tipleri haline gelmek için farklılaşabileceklerini göstermektedir.
Embriyonik kök hücreleri
Hamileliğin en erken aşamasından itibaren, sperm yumurtayı dölledikten sonra bir embriyo oluşur.
Bir spermin bir yumurtayı döllemesinden yaklaşık 3-5 gün sonra, embriyo bir blastosist veya hücre yumağı şeklini alır.
Blastosist, kök hücreler içerir ve daha sonra rahme yerleştirilir. Embriyonik kök hücreler 4-5 günlük bir blastosistten gelir.
Bilim adamları embriyolardan kök hücreler aldıklarında, bunlar genellikle in vitro fertilizasyondan (IVF) kaynaklanan ekstra embriyolardır.
Tüp bebek kliniklerinde, doktorlar en az birinin hayatta kalmasını sağlamak için bir test tüpünde birkaç yumurtayı döller. Daha sonra hamileliğe başlamak için sınırlı sayıda yumurta yerleştirecekler.
Sperm bir yumurtayı döllediğinde, bu hücreler birleşerek zigot adı verilen tek bir hücre oluşturur.
Bu tek hücreli zigot daha sonra bölünmeye başlar, 2, 4, 8, 16 hücre oluşturur vb. Şimdi bir embriyo.
Yakında ve uterusa embriyo implantasyonundan önce, yaklaşık 150–200 hücrelik bu kütle blastosisttir. Blastosist iki bölümden oluşur:
- plasentanın bir parçası haline gelen bir dış hücre kütlesi
- insan vücuduna dönüşecek bir iç hücre kütlesi
İç hücre kütlesi, embriyonik kök hücrelerin bulunduğu yerdir. Bilim adamları bunlara totipotent hücreler diyorlar. Totipotent terimi, vücuttaki herhangi bir hücreye dönüşme potansiyeline sahip oldukları gerçeğini ifade eder.
Doğru uyarımla hücreler kan hücreleri, deri hücreleri ve vücudun ihtiyaç duyduğu diğer tüm hücre türleri haline gelebilir.
Hamileliğin erken döneminde, blastosist aşaması, embriyo rahim veya rahim içine yerleştirilmeden önce yaklaşık 5 gün devam eder. Bu aşamada kök hücreler farklılaşmaya başlar.
Embriyonik kök hücreler, yetişkin kök hücrelerden daha fazla hücre tipine farklılaşabilir.
Mezenkimal kök hücreler (MSC'ler)
MSC'ler, vücudun organlarını ve diğer dokuları çevreleyen bağ dokusundan veya stromadan gelir.
Bilim adamları, kemik, kıkırdak ve yağ hücreleri gibi yeni vücut dokuları oluşturmak için MSC'leri kullandılar. Bir gün çok çeşitli sağlık sorunlarının çözümünde rol oynayabilirler.
İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPS)
Bilim adamları bunları bir laboratuarda deri hücrelerini ve diğer dokuya özgü hücreleri kullanarak oluştururlar. Bu hücreler, embriyonik kök hücrelere benzer şekilde davranır, bu nedenle bir dizi tedavi geliştirmek için faydalı olabilirler.
Bununla birlikte, daha fazla araştırma ve geliştirme gereklidir.
Bilim adamları kök hücreleri büyütmek için önce yetişkin dokusundan veya bir embriyodan örnekler çıkarır. Daha sonra bu hücreleri, bölünecekleri ve çoğalacakları ancak daha fazla uzmanlaşmayacakları kontrollü bir kültüre yerleştirirler.
Kontrollü bir kültürde bölünen ve çoğalan kök hücrelere kök hücre dizisi denir.
Araştırmacılar, farklı amaçlar için kök hücre dizilerini yönetir ve paylaşır. Kök hücreleri belirli bir şekilde uzmanlaşmaya teşvik edebilirler. Bu süreç, yönlendirilmiş farklılaşma olarak bilinir.
Şimdiye kadar, çok sayıda embriyonik kök hücre yetiştirmek yetişkin kök hücrelere göre daha kolaydı. Ancak bilim adamları her iki hücre tipinde de ilerleme kaydediyorlar.
Kök hücre türleri
Araştırmacılar, kök hücreleri diğer hücre türlerine farklılaşma potansiyellerine göre sınıflandırırlar.
Embriyonik kök hücreler, görevleri vücuttaki her tür hücre haline gelmek olduğu için en güçlü olanlardır.
Tam sınıflandırma şunları içerir:
Totipotent: Bu kök hücreler, tüm olası hücre türlerine farklılaşabilir. Zigot bölünmeye başladığında görünen ilk birkaç hücre totipotenttir.
Pluripotent: Bu hücreler hemen hemen her hücreye dönüşebilir. Erken embriyodan alınan hücreler pluripotenttir.
Multipotent: Bu hücreler, yakından ilişkili bir hücre ailesine farklılaşabilir. Örneğin yetişkin hematopoietik kök hücreler, kırmızı ve beyaz kan hücreleri veya trombositler haline gelebilir.
Oligopotent: Bunlar birkaç farklı hücre tipine farklılaşabilir. Yetişkin lenfoid veya miyeloid kök hücreler bunu yapabilir.
Unipotent: Bunlar yalnızca kendi türlerinde olan tek tür hücreler üretebilirler. Ancak kendilerini yenileyebildikleri için hala kök hücrelerdir. Örnekler, yetişkin kas kök hücrelerini içerir.
Embriyonik kök hücreler, ekstra embriyonik zarların veya plasentanın bir parçası olamadıkları için totipotent yerine pluripotent olarak kabul edilir.
Kullanımlar
Kök hücrelerin kendileri tek bir amaca hizmet etmez, ancak birkaç nedenden dolayı önemlidir.
Birincisi, doğru uyarımla birçok kök hücre, her tür hücrenin rolünü üstlenebilir ve doğru koşullarda hasarlı dokuyu yeniden oluşturabilir.
Bu potansiyel, bir hastalık veya yaralanmadan sonra insanlarda hayat kurtarabilir veya yaraları ve doku hasarını onarabilir. Bilim adamları, kök hücreler için birçok olası kullanım görüyor.
Doku rejenerasyonu
Doku rejenerasyonu muhtemelen kök hücrelerin en önemli kullanımıdır.
Şimdiye kadar, örneğin yeni bir böbreğe ihtiyaç duyan bir kişi, bir donörü beklemek ve sonra bir nakil olmak zorundaydı.
Donör organ sıkıntısı var, ancak bilim adamları kök hücrelere belirli bir şekilde farklılaşma talimatı vererek, bunları belirli bir doku türü veya organı büyütmek için kullanabilirler.
Örnek olarak, doktorlar yeni deri dokusu yapmak için deri yüzeyinin hemen altından kök hücreleri zaten kullandılar. Daha sonra bu dokuyu hasarlı cilde aşılayarak ciddi bir yanığı veya başka bir yaralanmayı onarabilirler ve yeni cilt yeniden büyür.
Kardiyovasküler hastalık tedavisi
2013 yılında, Massachusetts General Hospital'dan bir araştırma ekibi, PNAS Erken Sürüm insan kök hücreleri kullanarak laboratuvar farelerinde kan damarları oluşturduklarını.
Kök hücrelerin implante edilmesinden sonraki 2 hafta içinde, kanla beslenen damar ağları oluştu. Bu yeni kan damarlarının kalitesi, yakındaki doğal olanlar kadar iyiydi.
Yazarlar, bu tür bir tekniğin sonunda kardiyovasküler ve vasküler hastalıkları olan kişilerin tedavisine yardımcı olabileceğini umuyorlardı.
Beyin hastalığı tedavisi
Doktorlar bir gün, Parkinson ve Alzheimer hastalığı gibi beyin hastalıklarını tedavi etmek için yedek hücreleri ve dokuları kullanabilirler.
Örneğin Parkinson hastalığında beyin hücrelerine verilen hasar kontrolsüz kas hareketlerine yol açar. Bilim adamları, hasarlı beyin dokusunu yenilemek için kök hücreleri kullanabilir. Bu, kontrolsüz kas hareketlerini durduran özel beyin hücrelerini geri getirebilir.
Araştırmacılar, embriyonik kök hücreleri bu tür hücrelere ayırmayı çoktan denediler, bu nedenle tedaviler umut verici.
Hücre eksikliği tedavisi
Bilim adamları, bir gün bir laboratuvarda sağlıklı kalp hücreleri geliştirebilmeyi ve kalp hastalığı olan insanlara nakledebileceklerini umuyorlar.
Bu yeni hücreler, kalbi sağlıklı dokuyla yeniden doldurarak kalp hasarını onarabilir.
Benzer şekilde, tip I diyabet hastaları, kendi bağışıklık sistemlerinin kaybettiği veya yok ettiği insülin üreten hücrelerin yerini alacak pankreas hücreleri alabilirler.
Mevcut tek tedavi pankreas naklidir ve nakil için çok az sayıda pankreas mevcuttur.
Kan hastalığı tedavileri
Doktorlar artık lösemi, orak hücre anemisi ve diğer immün yetmezlik sorunları gibi hastalıkları tedavi etmek için yetişkin hematopoetik kök hücreleri rutin olarak kullanıyor.
Hematopoetik kök hücreler kanda ve kemik iliğinde bulunur ve oksijen taşıyan kırmızı kan hücreleri ve hastalıkla savaşan beyaz kan hücreleri dahil olmak üzere tüm kan hücresi türlerini üretebilir.
Kök hücrelerin bağışlanması veya toplanması
İnsanlar, sevdiklerine yardım etmek için veya gelecekte kendi kullanımları için kök hücre bağışlayabilirler.
Bağışlar aşağıdaki kaynaklardan gelebilir:
Kemik iliği: Bu hücreler genel anestezi altında, genellikle kalça veya pelvik kemikten alınır. Teknisyenler daha sonra kök hücreleri saklama veya bağış için kemik iliğinden izole eder.
Periferik kök hücreler: Bir kişi, kemik iliğinin kök hücreleri kana salmasına neden olan birkaç enjeksiyon alır. Daha sonra vücuttan kan alınır, bir makine kök hücreleri ayırır ve doktorlar kanı vücuda geri verir.
Göbek kordonu kanı: Göbek kordonundan bebeğe herhangi bir zarar vermeden kök hücreler doğumdan sonra alınabilir. Bazı insanlar kordon kanını bağışlar, bazıları da saklar.
Kök hücrelerin bu şekilde toplanması pahalı olabilir, ancak gelecekteki ihtiyaçlar için avantajlar şunları içerir:
- kök hücrelere kolayca erişilebilir
- alıcının kendi vücudundan geliyorsa nakledilen dokunun reddedilme şansı daha düşüktür
Araştırma ve bilimsel keşif
Kök hücreler yalnızca potansiyel tedaviler olarak değil, aynı zamanda araştırma amaçları için de faydalıdır.
Örneğin, bilim adamları, belirli bir geni açıp kapatmanın onun farklılaşmasına neden olabileceğini keşfettiler. Bunu bilmek, hangi genlerin ve mutasyonların hangi etkilere neden olduğunu araştırmalarına yardımcı oluyor.
Bu bilgilerle donanmış olarak, çok çeşitli hastalıklara ve koşullara neyin neden olduğunu, bunların bazılarının henüz tedavisi olmadığını keşfedebilirler.
Anormal hücre bölünmesi ve farklılaşması, doğumdan kaynaklanan kanser ve doğuştan sakatlıkları içeren durumlardan sorumludur. Hücrelerin yanlış şekilde bölünmesine neyin sebep olduğunu bilmek bir tedaviye yol açabilir.
Kök hücreler, yeni ilaçların geliştirilmesine de yardımcı olabilir. İnsan gönüllüler üzerinde ilaç test etmek yerine bilim adamları, bir ilacın normal, sağlıklı dokuyu kök hücrelerden üretilen doku üzerinde test ederek nasıl etkilediğini değerlendirebilirler.
Video: Kök hücreler nedir?
Kök hücreler hakkında daha fazla bilgi edinmek için videoyu izleyin.
Tartışma
Kök hücre araştırmaları hakkında bazı tartışmalar var. Bu esas olarak embriyonik kök hücreler üzerinde çalışmakla ilgilidir.
Kök hücreler için embriyo kullanımı
Embriyonik kök hücrelerin kullanılmasına karşı argüman, bir insan blastosisti yok ettiği ve döllenmiş yumurtanın bir insana dönüşemeyeceği yönündedir.
Günümüzde araştırmacılar, embriyo içermeyen kök hücreler yaratmanın veya kullanmanın yollarını arıyorlar.
İnsanları ve hayvanları karıştırmak
Kök hücre araştırması genellikle insan hücrelerinin fareler veya sıçanlar gibi hayvanlara yerleştirilmesini içerir. Bazı insanlar bunun kısmen insan olan bir organizma yaratabileceğini iddia ediyor.
Bazı ülkelerde embriyonik kök hücre dizileri üretmek yasa dışıdır. Amerika Birleşik Devletleri'nde bilim adamları embriyonik kök hücre dizileri oluşturabilir veya bunlarla çalışabilir, ancak Ağustos 2001'den sonra oluşturulan kök hücre dizilerini araştırmak için federal fonları kullanmak yasa dışıdır.
Kök hücre tedavisi ve FDA düzenlemesi
Bazı insanlar, yaşlanmayı geciktirici tedaviler gibi bir dizi amaç için halihazırda "kök hücre tedavileri" önermektedir.
Bununla birlikte, bu kullanımların çoğunun ABD Gıda ve İlaç Dairesi'nden (FDA) onayı yoktur. Bazıları yasa dışı, bazıları tehlikeli olabilir.
Kök hücre tedavisini düşünen herkes, tedarikçiyle veya FDA ile ürünün onayı olup olmadığını ve güvenlik ve etkinlik açısından FDA standartlarına uygun bir şekilde yapıldığını kontrol etmelidir.
