Vücuttaki hücrelerin kendine özgü amaçları vardır, ancak kök hücreler henüz belirli bir rolü olmayan ve gerekli olan hemen hemen her hücreye dönüşebilen hücrelerdir.
Kök hücreler , vücudun ihtiyaç duyduğu gibi spesifik hücrelere dönüşebilen farklılaşmamış hücrelerdir.
Bilim adamları ve doktorlar, vücudun bazı fonksiyonlarının nasıl çalıştığını ve bazen nasıl yanlış yaptıklarını açıklamaya yardımcı olduklarından kök hücrelerle ilgileniyorlar.
Kök hücreler ayrıca, şu anda tedavisi olmayan bazı hastalıkların tedavisi için de vaat göstermektedir .
Kök hücre kaynakları
Kök hücreler iki ana kaynaktan ortaya çıkar : yetişkin vücut dokuları ve embriyoları. Bilim adamları genetik "yeniden programlama" tekniklerini kullanarak, diğer hücrelerden kök hücre geliştirme yolları üzerinde de çalışıyorlar.
Yetişkin kök hücreler
Bir insanın vücudu yaşamları boyunca kök hücreler içerir. Vücut bu kök hücreleri ihtiyaç duyduğunda kullanabilir.
Ayrıca dokuya özgü veya somatik kök hücreler olarak da adlandırılan yetişkin kök hücreler, bir embriyonun geliştirildiği andan itibaren vücutta bulunur.
Hücreler spesifik olmayan bir durumdadır, ancak embriyonik kök hücrelerden daha uzmanlaşmışlardır. Vücudun belirli bir amaç için deriye veya kas hücrelerine ihtiyacı olana kadar bu durumda kalırlar.
Günlük yaşam, vücudun dokusunu sürekli yenilediği anlamına gelir. Bağırsak ve kemik iliği gibi vücudun bazı bölgelerinde, kök hücreler düzenli bakım ve onarım için yeni vücut dokuları üretmek üzere bölünürler.
Kök hücreler farklı doku tiplerinde bulunur. Bilim adamları aşağıdakiler de dahil olmak üzere dokularda kök hücreler bulmuşlardır:
- beyin
- kemik iliği
- kan ve kan damarları
- iskelet kasları
- cilt
- karaciğer
Bununla birlikte, kök hücrelerin bulunması zor olabilir. Vücut, yeni dokuları onarmak veya büyütmek için onları çağırana kadar yıllarca ayrılmaz ve spesifik olmayabilirler.
Yetişkin kök hücreler süresiz olarak bölünebilir veya kendini yenileyebilir. Bu, kaynak organdan çeşitli hücre tipleri üretebilecekleri veya orijinal organı tamamen yenileyebilecekleri anlamına gelir.
Bu bölünme ve rejenerasyon, bir yaranın nasıl iyileştiği veya örneğin karaciğer gibi bir organın hasardan sonra kendini nasıl onarabileceğidir.
Geçmişte, bilim adamları erişkin kök hücrelerin yalnızca kökenlerine göre farklılık gösterebileceğine inanıyorlardı. Bununla birlikte, bazı kanıtlar şimdi diğer hücre türlerine de dönüşebileceklerini gösteriyor.
Embriyonik kök hücreleri
Hamileliğin en erken döneminden itibaren, sperm yumurtayı döllendikten sonra, bir embriyo oluşur.
Bir spermin bir yumurtayı döllenmesinden 3-5 gün sonra, embriyo bir blastosist veya hücre topunu biçimini alır.
Blastosist kök hücreler içerir ve daha sonra rahim içine yerleştirilir. Embriyonik kök hücreler 4-5 günlük bir blastosisten gelir.
Bilim adamları embriyolardan kök hücre aldıklarında, bunlar genellikle in vitro fertilizasyondan (IVF) kaynaklanan ekstra embriyolardır.
IVF kliniklerinde, doktorlar en az birinin hayatta kalmasını sağlamak için bir test tüpü içinde birkaç yumurta döllenir. Daha sonra hamileliği başlatmak için sınırlı sayıda yumurta implante ederler.
Bir sperm bir yumurtayı döllerse, bu hücreler bir zigot adı verilen tek bir hücre oluşturmak için birleşir.
Bu tek hücreli zigot daha sonra bölünmeye başlar, 2, 4, 8, 16 hücre vb. Oluşturur.
Yakında ve embriyo rahim içine yerleştirilmeden önce, yaklaşık 150–200 hücrelik bu kütle blastosisttir. Blastosist iki bölümden oluşur:
- plasentanın bir parçası haline gelen bir dış hücre kütlesi
- insan vücudunda gelişecek bir iç hücre kütlesi
İç hücre kütlesi, embriyonik kök hücrelerin bulunduğu yerdir. Bilim adamları bu totipotent hücreleri çağırıyor. Uçucu terimi, vücuttaki herhangi bir hücrede gelişme potansiyeli bulunduğunu belirtir.
Doğru stimülasyonla, hücreler kan hücreleri, cilt hücreleri ve bir vücudun ihtiyaç duyduğu diğer tüm hücre tipleri olabilir.
Hamileliğin erken döneminde, blastosist aşaması rahim veya rahimdeki embriyo implantasyonundan yaklaşık 5 gün önce devam eder. Bu aşamada kök hücreler farklılaşmaya başlar.
Embriyonik kök hücreler, yetişkin kök hücrelerden daha fazla hücre tipine dönüşebilir.
Mezenkimal kök hücreler (MSC)
Mezenkimal kök hücreler vücudun organlarını ve diğer dokuları çevreleyen bağ dokusundan veya stromadan gelir.
Bilim adamları, mezenkimal kök hücreleri kemik, kıkırdak ve yağ hücreleri gibi yeni vücut dokuları oluşturmak için kullandılar. Bir gün çok çeşitli sağlık sorunlarının çözümünde rol oynayabilirler.
İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPS)
Bilim adamları, bunları cilt hücrelerini ve diğer dokuya özgü hücreleri kullanarak bir laboratuarda yaratırlar. Bu hücreler embriyonik kök hücrelere benzer şekilde davranır, bu nedenle çeşitli tedaviler geliştirmek için faydalı olabilirler.
Ancak, daha fazla araştırma ve geliştirme gereklidir.
Kök hücre yetiştirmek için, bilim insanları ilk önce yetişkin dokusundan veya bir embriyodan numuneler çıkarır. Daha sonra bu hücreleri, bölünecekleri ve çoğalacakları fakat daha fazla uzmanlaşmayacakları kontrollü bir kültürün içine yerleştirirler.
Kontrollü bir kültürde bölünen ve çoğalan kök hücrelere kök hücre çizgisi denir.
Araştırmacılar kök hücre çizgilerini farklı amaçlar için yönetir ve paylaşırlar. Kök hücreleri belirli bir şekilde uzmanlaşmaları için uyarabilirler. Bu süreç yönlendirmeli farklılaşma olarak bilinir.
Şimdiye kadar, yetişkin kök hücrelerden çok sayıda embriyonik kök hücre yetiştirmek daha kolaydı. Ancak, bilim adamları her iki hücre tipinde de ilerleme kaydediyorlar.
Kök hücre tipleri
Araştırmacılar, kök hücreleri, diğer hücre türlerine farklılaşma potansiyellerine göre sınıflandırır .
Embriyonik kök hücreler, vücuttaki her hücre tipi olmak için en güçlü olanıdır.
Tam sınıflandırma şunları içerir:
Totipotent : Bu kök hücreler, olası tüm hücre tiplerini ayırt edebilir. Zigot olarak ortaya çıkan ilk birkaç hücre bölünmeye başlar.
Pluripotent : Bu hücreler hemen hemen her hücreye dönüşebilir. Erken embriyodan hücreler pluripotent vardır.
Çok Kutuplu : Bu hücreler yakından ilişkili bir hücre ailesine dönüşebilir. Yetişkin hematopoetik kök hücreler, örneğin, kırmızı ve beyaz kan hücreleri veya trombositler olabilir.
Oligopotent : Bunlar birkaç farklı hücre tipine farklılaşabilir. Yetişkin lenfoid veya miyeloid kök hücreler bunu yapabilir.
Unipotent : Bunlar yalnızca kendi türünde olan bir tür hücreyi üretebilir. Ancak, onlar hala kök hücrelerdir çünkü kendilerini yenileyebilirler. Örnekler yetişkin kas kök hücrelerini içerir.
Embriyonik kök hücreler totipotent yerine pluripotent olarak kabul edilir, çünkü ekstra embriyonik membranların veya plasentanın bir parçası olamazlar.
Kök hücre kullanımları
Kök hücrelerin kendileri tek bir amaca hizmet etmiyor, ancak birkaç nedenden dolayı önemlidir.
İlk olarak, doğru stimülasyon ile birçok kök hücre, herhangi bir hücre tipinin rolünü üstlenebilir ve doğru koşullar altında hasarlı dokuyu yeniden oluşturabilir.
Bu potansiyel, bir hastalık ya da yaralanmadan sonra insanlarda hayat kurtarabilir ya da yaraları ve doku hasarlarını onarabilir. Bilim adamları kök hücreler için birçok olası kullanım görüyorlar.
Doku rejenerasyonu
Doku rejenerasyonu, kök hücrelerin muhtemelen en önemli kullanımıdır.
Şimdiye kadar, örneğin yeni bir böbreğe ihtiyaç duyan bir kişi donör beklemek zorunda kaldı ve daha sonra nakil geçirdi.
Verici organ kıtlığı var, ancak kök hücrelere belirli bir şekilde farklılaşmaları talimatını vererek, bilim adamları bunları belirli bir doku tipi veya organı yetiştirmek için kullanabilirler.
Örnek olarak, doktorlar cildin hemen altındaki kök hücreleri yeni cilt dokusu oluşturmak için zaten kullanmışlardır. Daha sonra, bu dokuyu hasarlı cilde aşılayarak ciddi bir yanık veya başka bir hasarı onarabilirler ve yeni cilt tekrar büyür.
Kardiyovasküler hastalık tedavisi
2013 yılında Massachusetts General Hospital'dan bir araştırma ekibi PNAS Early Edition'da laboratuvar farelerinde insan kök hücreleri kullanarak kan damarları oluşturduklarını bildirdi.
Kök hücrelere implante edildikten 2 hafta sonra, kanda perfüze edilmiş damar ağları oluşmuştur. Bu yeni kan damarlarının kalitesi, yakındaki doğal olanlar kadar iyiydi.
Yazarlar, bu tür bir tekniğin nihayetinde kardiyovasküler ve vasküler hastalıkları olan kişilerin tedavisinde yardımcı olabileceğini umuyorlardı.
Beyin hastalığı tedavisi
Doktorlar bir gün Parkinson ve Alzheimer gibi beyin hastalıklarını tedavi etmek için yedek hücreleri ve dokuları kullanabilirler.
Örneğin Parkinson'da beyin hücrelerine verilen hasar kontrolsüz kas hareketlerine neden olur. Bilim adamları, hasar görmüş beyin dokusunu doldurmak için kök hücreleri kullanabilirler. Bu, kontrolsüz kas hareketlerini durduran uzman beyin hücrelerini geri getirebilir.
Araştırmacılar, embriyonik kök hücreleri bu tür hücrelere ayırmayı çoktan denediler, bu yüzden tedaviler umut vericidir.
Hücre eksikliği tedavisi
Bilim adamları bir gün bir laboratuvarda, kalp hastalığı olan insanlara naklebilecekleri sağlıklı kalp hücreleri geliştirmeyi umuyorlar.
Bu yeni hücreler, kalbi sağlıklı bir doku ile yeniden doldurarak kalp hasarını onarabilir.
Benzer şekilde, tip I diyabetli kişiler, kendi bağışıklık sistemlerinin kaybettiği veya imha ettiği insülin üreten hücrelerin yerine pankreas hücreleri alabilirler.
Tek güncel tedavi pankreas naklidir ve nakil için çok az pankreas bulunur.
Kan hastalığı tedavileri
Doktorlar artık rutin olarak lösemi , orak hücre anemisi ve diğer immün yetmezlik problemleri gibi hastalıkları tedavi etmek için yetişkin hematopoetik kök hücreleri kullanmaktadır.
Hematopoetik kök hücreler kanda ve kemik iliğinde meydana gelir ve oksijen taşıyan kırmızı kan hücreleri ve hastalıklarla savaşan beyaz kan hücreleri de dahil olmak üzere tüm kan hücresi türlerini üretebilir.
İnsanlar sevdikleri birine yardım etmek için kök hücrelerini bağışlayabilirler veya gelecekte kullanmaları için muhtemelendir.
Bağışlar aşağıdaki kaynaklardan gelebilir:
Kemik iliği : Bu hücreler genellikle kalça veya pelvik kemikten genel bir anestezi altında alınır. Teknisyenler daha sonra depolama veya bağış için kök hücreleri kemik iliğinden izole eder.
Periferik kök hücreler : Bir kişiye kemik iliğinin kök hücrelerini kana bırakmasına neden olan birkaç enjeksiyon yapılır. Daha sonra, kan vücuttan alınır, bir makine kök hücreleri ayırır ve doktorlar kanı vücuda geri döndürür.
Göbek kordon kanı : Kök hücreler doğumdan sonra göbek kordonundan bebeğe zarar vermeden toplanabilir. Bazı insanlar kordon kanını bağışlar, bazıları da saklar.
Kök hücrelerin bu şekilde toplanması pahalı olabilir, ancak gelecekteki ihtiyaçlar için avantajları şunlardır:
- kök hücrelere kolayca erişilebilir
- alıcının kendi vücudundan geliyorsa, nakledilen dokunun reddedilme şansı daha azdır
Araştırma ve bilimsel keşif
Kök hücreler sadece potansiyel tedaviler olarak değil aynı zamanda araştırma amaçları için de faydalıdır.
Örneğin, bilim adamları belirli bir genin açılıp kapatılmasının farklılaşmaya neden olabileceğini bulmuşlardır. Bunu bilmek, hangi genlerin ve mutasyonların hangi etkilere yol açtığını araştırmalarına yardımcı olmaktır.
Bu bilgi ile donanmış, bazıları henüz bir tedavisi olmayan çok çeşitli hastalıklara ve koşullara neyin sebep olduğunu keşfedebilirler.
Anormal hücre bölünmesi ve farklılaşma, kanser ve doğumdan kaynaklanan doğuştan sakatlıkları içeren durumlardan sorumludur. Hücrelerin yanlış şekilde bölünmesine neyin sebep olduğunu bilmek bir tedaviye yol açabilir.
Kök hücreler ayrıca yeni ilaçların geliştirilmesine yardımcı olabilir. İnsan gönüllüler üzerinde ilaçları test etmek yerine, bilim adamları, kök ilaçlardan yetiştirilen dokularda test ederek bir ilacın normal ve sağlıklı dokuyu nasıl etkilediğini değerlendirebilirler.
Kök hücreler için embriyoların kullanımı
Embriyonik kök hücrelerin kullanılmasına karşı argüman bir insan blastosistini tahrip ettiği ve döllenmiş yumurtanın bir insanda gelişemediği yönündedir.
Günümüzde, araştırmacılar embriyo içermeyen kök hücreler oluşturmak veya kullanmak için yollar arıyor.
İnsanları ve hayvanları karıştırmak
Kök hücre araştırması genellikle insan hücrelerini fareler veya sıçanlar gibi hayvanlara yerleştirmeyi içerir. Bazı insanlar bunun, kısmen insan olan bir organizma yaratabileceğini savunuyorlar.
Bazı ülkelerde embriyonik kök hücre hatları üretmek yasaktır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, bilim adamları embriyonik kök hücre çizgileri yaratabilir veya onlarla birlikte çalışabilir, ancak Ağustos 2001'den sonra oluşturulan kök hücre çizgilerini araştırmak için federal fon kullanmak yasaktır.
