Kök hücre nedir? Kök hücre ne işe yarar, nerelerde kullanılır? Embriyonik kök hücrelerin yetişkin kök hücrelerden farkı ve özellikleri nelerdir?
Bir embriyonik kök hücre, herhangi bir vücut hücresi tipine farklılaşabilen bir embriyonun erken aşamalarından türetilen bir hücredir. Embriyonik kök hücreler, herhangi bir hücre tipine farklılaşabilir, çünkü embriyodaki amaç budur.
Embriyonik Kök Hücrelere Genel Bakış
Embriyo büyüdükçe ve bölündükçe, genelleştirilen hücreler bölündükçe daha spesifik hale gelmelidir. Bu, sonunda bir organizmanın farklı organlarını, dokularını ve sistemlerini oluşturur. Embriyonik kök hücreler totipotenttir, yani bir hayvandaki herhangi bir hücre tipine bölünebilirler. Bu, hücresel farklılaşma olarak bilinen bir süreçtir.
Sperm bir yumurtaya (oosit) ulaştıktan sonra döllenme gerçekleşir ve iki hücreden gelen DNA tek bir hücrede tek bir çekirdek halinde birleşir. Bu zigottur ve teknik olarak embriyonik bir kök hücredir çünkü bölünürken vücudun tüm hücrelerine farklılaşacaktır.
Bu hücre ve bu hücrenin ilk birkaç bölümü herhangi bir doku türü olma özelliğine sahiptir. Bu, bütün bir organizma olma yeteneklerine sahip oldukları anlamına gelir. Örneğin tek yumurta ikizleri, bölünmeye başladığında yanlışlıkla ayrılan aynı zigottan gelişir.
Embriyonik Kök Hücreler Ne İçin Kullanılır?
Tıpta ve araştırmada, bilim adamları pluripotent embriyonik kök hücreleri kullanırlar. Bu hücrelerin bütün bir organizma olma kabiliyeti yoktur. Daha ziyade, hangi hücre tipine farklılaşacaklarını söyleyen erken embriyodan gelen sinyallerle yönlendirilirler. Bilim adamları bu hücreleri birçok nedenle tercih ediyor.
Birincisi, daha kolay saklanabilir ve bakımı yapılabilir. Totipotent hücrelerin hızlı bir şekilde farklılaşma eğilimi vardır ve hemen bir organizma olmaya çalışırlar. Pluripotent hücreler bir sinyalin bölünmesini bekler ve daha uzun süre korunabilir. Dahası, pluripotent hücreler, hangi hücre tipine dönüşeceklerini söylemek için uygun sinyalleri bekledikleri için, yeni dokunun büyütülmesi gereken tıbbi uygulamalara kolayca entegre edilebilirler.
Tıpta Embriyonik Kök Hücreler
Embriyonik kök hücrelerin kullanımı çok yeni bir ilaç şeklidir. On yıllardır birçok dejeneratif hastalığın ve fiziksel yaralanmanın nedeni anlaşıldı. Doku hasarı, bu rahatsızlıkların çoğunun temel nedenidir ve bilim adamları uzun zamandır dokuları büyütmek için kendilerini kolayca tamir edemeyen bir yöntem arıyorlar. Bir embriyonik kök hücre pluripotent olduğundan ve vücuttaki hemen hemen her hücre haline gelebildiğinden, bu hücreler tıpta olası kullanımları için uzun süredir çalışılmaktadır.
1950’lerin sonlarından beri bilim adamları, embriyonik bir kök hücre ile doku büyütmenin çeşitli yöntemlerini test etmeye çalışıyorlar. İlk klinik denemeler 1960’ların sonlarında yapıldı, ancak çok fazla ilerleme kaydedilmedi. Avrupa ülkeleri de kök hücre araştırmalarını finanse etme konusunda çetin bir savaşla karşı karşıya kaldılar. Bununla birlikte, bilimdeki ilerlemelerle, embriyonik bir kök hücrenin daha etik bir şekilde toplanmasına izin veren yeni keşifler geldi. Tıbbi kök hücrelerle ilk tedaviler 2010 yılında yapıldı.
Yenilenen Sinir Hücreleri
Tıbbi olarak, embriyonik kök hücrenin şu anki kullanımları sınırlıdır, ancak birçok yeni uygulama çalışmalarda yer almaktadır. Mevcut tedaviler, hasarlı dokunun yaralanma veya hastalık nedeniyle değiştirilmesine odaklanmaktadır.
Sinir hücreleri nadiren yeniden oluştuğu için, embriyonik kök hücre hasarlı sinirin yerini almak ve işlevi eski haline getirmek için kullanılabilir. Omurga yaralanması olan bir kişide bu, tekrar yürüyebilmek anlamına gelir. Kör bir kişi için bu, tekrar görebilmek anlamına gelebilir. Tedavi hala yeni ve başarı sınırlı olmakla birlikte, bazı olumlu sonuçlar göstermiştir.
Araştırma Aracı olarak
Yine de, embriyonik kök hücre ile başka tıbbi ilerlemeler kaydedildi, ancak bunlar doğrudan tıbbi tedaviler olarak değil, kök hücrelerin bize verdiği bilgiler olarak geliyor. Embriyonik bir kök hücre hedef dokusunda farklılaştıkça, bilim adamları bunu yapmak için kullandığı kimyasalları ve yöntemleri inceleyebilirler. Bilim adamları ayrıca bu hücrelerin genomunu değiştirebilir ve farklı mutasyonların bir hücrenin işleyişi üzerindeki etkilerini inceleyebilirler.
Bilim adamları, bu iki keşif yolu arasında, hücrelerin nasıl ve neden farklılaştığı ve bölündüğü hakkında birçok bilgi topladılar. Bilim insanları, bu araçları kullanarak, normal hücreyi pluripotent bir kök hücreye dönüştürmelerine olanak tanıyan yöntemlere yaklaşıyorlar. Bunlar, indüklenmiş pluripotent kök hücreler olarak bilinir. Bir embriyodan türetilmedikleri için embriyonik kök hücreler değildirler. Bu süreç yalnızca yaralanmaları ve rahatsızlıkları düzeltmekle kalmaz, yaşlanmayı potansiyel olarak tersine çevirebilir ve ölümü önleyebilir.
Daha az dramatik ve büyük ölçekte, bu yöntemler aynı zamanda diyabet gibi yaygın hastalıkları tedavi etmek için de kullanılıyor. Bilim adamları, embriyonik kök hücrelerin nasıl pankreas hücresi haline geldiğini ve insülin salgıladığını öğrenerek, diğer dokuları insülin salgılayan dokulara dönüştürme yöntemlerini öğreniyorlar. Bu, genellikle insülin üreten hücrelerin yok edilmesinin neden olduğu diyabetin iyileştirilmesine yardımcı olabilir. Bunlar kök hücrelerle değiştirilirse veya diğer hücreler pankreas hücresi haline getirilirse, hastalık tedavi edilebilir.
Kistik fibroz, frajil x sendromu ve diğer genetik bozukluklar gibi diğer hastalıklar embriyonik kök hücrelerde incelenir. Sadece birçok hücre oluşturulmakla kalmaz, aynı zamanda farklı hücre tiplerine farklılaştırılabilirler. Bu şekilde, bir bilim insanı, her hücre türünün anlık görüntülerinden hastalığın bir resmini oluşturabilir ve hastalığın bir kişiyi nasıl etkilediğini tam olarak anlayabilir.
Embriyonik Kök Hücreler Nasıl Toplanır?
Bir zamanlar embriyonik kök hücrelerin kadınların rızası olmadan toplandığına dair bir endişe varken, büyük çoğunluğu artık etik olarak bir tüp bebek kliniğinden toplanıyor. Bu kliniklerde başarılı bir gebelik elde etmek için çok sayıda yumurtanın döllenmesi gerekir. Yalnızca bir tanesi implante edilir ve kadının rızası ile geri kalanı embriyonik kök hücreleri toplamak için kullanılabilir. Bunu yapmak için bilim adamları, yalnızca küçük bir hücre topuyken embriyodan bazı embriyonik kök hücreler çıkarırlar.
Toplanan bir embriyonik kök hücre, besinler içeren bir petri kabına yerleştirilir ve bölünmesine izin verilir. Embriyodan herhangi bir sinyal alınmadan hücreler pluripotent kalır. Bölmeye devam ediyorlar, bir tabağı dolduruyorlar ve daha birçok tabağa aktarılıyorlar ve büyümeye devam ediyorlar. Bundan 6 ay sonra, başarılı bir pluripotent embriyonik kök hücre hattı olarak kabul edilirler. Daha sonra hastalıkları incelemek, tedavilerde kullanılabilir veya hücrelerin nasıl çalıştığına dair modeller sağlamak için genetik olarak manipüle edilebilirler.
Bu hücrelerin gerçekten de pluripotent kök hücreler olduğunu test etmek için, bağışıklık sistemi baskılanmış farelere enjekte edilirler. Farelerin bağışıklık sistemleri çökmüş olmalı, yoksa vücutları doğal olarak insan dokusunu reddeder. Fareye implante edildikten sonra, başarılı pluripotent hücreler teratom adı verilen küçük bir tümör oluşturacaktır. Bu küçük tümör farklı doku tiplerine sahiptir ve hücre hattının hala pluripotent olduğunu ve farklı hücre tiplerine farklılaşabileceğini kanıtlar.
Embriyonik ve Yetişkin Kök Hücreler Arasındaki Fark
Embriyonik kök hücre ile karıştırılmaması gereken başka kök hücre türleri de vardır. Embriyonik kök hücreler, embriyolardan elde edilir. Ayrıca yetişkin kök hücreler, göbek kordonu kök hücreleri ve fetal kök hücreler de vardır. Bu kök hücreler bazen etik açıdan daha zorlayıcı olmakla kalmaz, yalnızca çok potansiyelli olabilirler, yani yalnızca küçük bir hücre türü aralığı haline gelebilirler.
Bir örnek, çeşitli kan hastalıklarını ve baskılanmış bağışıklık sistemlerini tedavi etmek için tıbbi tedavilerde kullanılan göbek kordonu kan kök hücreleridir. Göbek kordonunun kanındaki kök hücreler hemen hemen her tür kana veya bağışıklık hücresine farklılaşabilir ve bu da onları multipotent yapar. Ancak bu, tıbbın diğer alanlarında kullanımlarını sınırlar.
Vücudun çeşitli organlarında yaşayan yetişkin kök hücreler de vardır. Bu hücreler aynı zamanda multipotenttir ve yalnızca bulundukları doku türlerine göre farklılaşabilirler. Yetişkin kök hücrelerin yaygın bir kullanımı kemik iliği naklidir. Bu prosedürde, sağlıklı bir donörün kemik iliğini çıkarması gerekir. Kemik iliği, büyük kemiklerin içindeki kan benzeri bir maddedir ve kan hücreleri ve bağışıklık hücreleri oluşturur.
Radyasyon ve kemoterapi gören kanser hastaları, bağışıklık hücrelerinin çoğunu kaybeder ve bağışıklık sistemi zayıflar. Bu dokuların yerini almak için genellikle kemik iliği nakli gerekir. Yeni kök hücreler, hastanın iyileşmesine ve enfeksiyon ve hastalıkla savaşmasına yardımcı olan yeni bağışıklık hücreleri üretmeye başlar.
