F
Fırtına
Guest
MIRELLA DOTTORI
ALICE PEBAY
BabelFAmily için tercüme: Emrecan Özeler / 8 Mart 2011
SPİKER
Avustralya’daki Melbourne Üniversitesi’nin araştırma, görüş ve analiz yayını UpClose programına hoş geldiniz.
SHANE HUNTINGTON
Ben Shane Huntington, bize katıldığınız için teşekkürler. Bu bölümde, kök hücreleri ve özellikle uyarılmış pluripotent kök hücrelerini yani IPS hücrelerini tartışacağız. IPS hücreleri tipik olarak olgun kök hücrelerden elde edildiği için embriyonik kök hücrelerin kullanımını kısıtlayan bazı etik tartışmalarını önler. IPS hücreleri embriyonik kök hücreleriyle karşıt olmaları ve kalıtsal hastalıkların tedavisine getirdikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için Nörobilim Merkezi’ne bağlı Kök Hücre Laboratuvarı’nın başındaki Dr. Mirella Dottori ve O’Brien Enstitüsü’ndeki Kök Hücre Tıp Grubunun Kardiyak Farklılaştırma Programı’nın başındaki Dr. Alice Pebay bugün Melbourne Üniversitesi’nde bizimle birlikte.. Up Close’a hoş geldiniz Mirella ve Alice.!
MIRELLA DOTTORI
Teşekkürler.
ALICE PEBAY
Günaydın.
SHANE HUNTINGTON
Alice, bilmeyen dinleyicilerimiz için seninle başlayalım, kök hücre nedir? Ve vücutta nerelerde bulunurlar?
ALICE PEBAY
Aslında farklı kök hücre türleri vardır. Bizim embriyonik kök hücre ve olgun kök hücre olarak bilinen hücreler arasında ayrım yapmamız gerekir. Öncelikle embriyonik kök hücrelerle başlayalım. İsminden de anlaşılacağı üzere, bir embriyonik kök hücre embriyodan gelen bir hücredir. Bir kök hücre olarak adlandırılır çünkü hücrenin herhangi bir şeye farklılaşmadığı anlamına gelir. Herhangi bir şeye farklılaşma potansiyeline sahiptir. Ve embriyonik kök hücreler embriyonun çok erken dönemlerinden gelir. Böyleyken olgun bir kök hücre vücudumuzdaki nişlerde, bir erişkin vücudunda ya da bir çocuğun vücudunda bulunur.
SHANE HUNTINGTON
Bu kök hücreler ne rol oynar? Yani belirgin bir şekilde vücutta oldukça özel bir rolleri vardır, bu rol nedir?
ALICE PEBAY
Bir embriyonik kök hücre tabi ki temel bir role sahiptir, bu da bireyi oluşturmaktır. Embriyonik kök hücreler olmadan vücudumuz, birey olmazdı. Deriyi, kasları, farklı organları, sinir sistemini, vücudumuzdaki tüm organları yaratacak hücrelerin gelişmesi için buradadırlar. Vücuttaki olgun kök hücrelere gidecek olursak, bu olgun kök hücrelerinin özel hücre tiplerine farklılaşma potansiyeli olduğunu görürüz. Onlar embriyonik kök hücrelerden daha az potansiyele sahiptir, bu da onların vücutta belirli bir bölümün hücrelerini oluşturmak için bulunduklarını gösterir. Örneğin, kemik iliği kök hücreleri temel olarak yaşamımız boyunca kan hücrelerini meydana getirir.
SHANE HUNTINGTON
Yani embriyonik kök hücreleri esasen herhangi bir hücre haline gelebilirken olgun kök hücreler oldukça özel bir işleve sahip, doğru mu?
ALICE PEBAY
Evet. Bu oldukça iyi bir genelleme..
SHANE HUNTINGTON
Embriyonik kök hücrelerden bahsederken, bu hücreler belirli bir kaynaktan alınıp başka bir insanın vücudunda kullanılabilir mi, yoksa hücreler arasında kalıtılmış bir bağlantı olması gerekir mi, kişinin ailenin bir üyesi olması gerekir mi, embriyonik kök hücreleri alıp herhangi bir insana yardımcı olmak için kullanabilir miyiz?
ALICE PEBAY
Embriyonik kök hücreleri alıp birisine nakledemezsiniz. Bunun birinci nedeni embriyonik kök hücrelerinin her şeye farklılaşabileceği, yani kanser hücrelerine de farklılaşabileceğidir. Biz özellikle farklılaşmayı kontrol edemiyoruz. Eğer kök hücre enjekte ederseniz vücutta hastalık meydana getirerek yeni bir risk yaratırsınız. İkinci neden reddir. Eğer farklı bir bireye ait herhangi bir unsuru kendi vücudunuza enjekte ederseniz vücudunuzun bunu reddetme riskini alırsınız. Bu yüzden bunu yapmazsınız.
SHANE HUNTINGTON
Mirella, bir süre bu hücre türlerinin, özellikle embriyonik hücre türlerinin kullanımını sınırlayan tartışmaları konuşalım. Bu tartışmanın esası nedir?
MIRELLA DOTTORI
Tartışmanın esası embriyonik kök hücrelerin bir blastosistten elde edilmesidir. Yani fertilizasyon noktasında bir yumurta bir de sperm hücresi vardır, bunlar zigot oluşturmak için bir araya gelir ve zigot bölünmeye devam eder. Ve dört, beş gün sonra blastosist adını verdiğimiz oluşuma dönüşür. Bu yüzden blastosist doğadaki başlangıç noktasıdır, normalde fallopi tüpleri gibi aşağı doğru hareket eder, uterusa implante olduğu başlangıç noktasındadır. Yani dünyadaki yasalar çoğu embriyonik kök hücresinin blastosistten oluştuğunu belirtir fakat blastosist in vitro fertilizasyon amacıyla oluşmuştur.
Yani IVF uygulanan ve tüm bu farklı embriyolara sahip olan çiftler bunların bir kısmını hemen naklettirir, eğer hemen naklettirmek istemezlerse dondurabilirler. Birkaç yıldan sonra bir seçim yapmaları gerekir. Embriyoları ya yok ettirir ya da naklettirirler. Ve şimdi üçüncü bir seçenek vardır, bu embriyoları araştırma için bağışlarlar. Ve eğer bağışlarlarsa araştırma alanlarının birisi embriyonik kök hücreler elde etmektir. Yani tartışma bu embriyonun yeni bir bireyin oluşumuna götürme potansiyelinin olmasından kaynaklanır. Bu yüzden, aslında birçok insan bunu diğer hayatları kurtarmak için başka bir hayatı yok etmek olarak görmektedir.
SHANE HUNTINGTON
Bazı dinleyicilerimiz 4. bölümde kök hücrelerle ilgili bazı meselelere değindiğimizi hatırlayacaklardır, ancak size soracağım sorulardan birisi, embriyonik kök hücrelerle ilgili tartışma kök hücre araştırmasıyla ilgili sizin ilgilendiğiniz alanlar gibi diğer alanlara yardımcı olmuş mudur?
MIRELLA DOTTORI
Kesinlikle.. Bu, embriyonik kök hücrelerini kısıtlayan tartışmaya yanıt verecek, oldukça ince bir soru. Yaşam ne zaman başlar? Bir hayatı alıp götürüyor muyuz? Bu insanların inanış ve anlayışlarına bağlıdır ve burada doğru ya da yanlış yoktur. Ve açık bir şekilde bazı insanlar bununla ilgili oldukça sert düşünür. Bu durum anlaşılır şekilde ve haklı olarak böyledir. Belki bu sadece bilimsel araştırma açısından ana itici güçlerden birisidir. Bu insanlar ‘tamam, biliyoruz ki embriyonik kök hücreleri kullanmanın potansiyeli oldukça, oldukça değerlidir çünkü bunlar tüm hücre tiplerine dönüşme potansiyeline sahiptir. Ve şimdi tedavi ve diğer amaçlarla farklı hücre tiplerini elde edebileceğimiz hücrelerin kaynağına sahibiz.’ diyorlar. Peki bunun alternatifi nedir? Günümüzde, alternatiflerden birisi klonlamaydı – somatik hücrenin nükleer transferi.. Ve birçok yıl boyunca insanlar bu yoldan yürüdü.
Ancak insanlar için bu oldukça etkisizdir. İnsanlar kaptaki belirli bir noktaya klonlama yapmayı başardılar, fakat bunu yaygınlaştıramadılar. Klonlamada terapötik klonlama ve reprodüktif klonlama olduğunu belirtmek isterim. Terapötik klonlama sadece hücre tipleri elde etmek için kullanılır, uluslararası düzeyde yasalara aykırı olan reprodüktif klonlama klonu başka bir birey elde etmek için bir diğer bireye aktarmaktır. Günümüzde bu verimsizlikten dolayı insanlar tekrar üçüncü bir seçenek üzerinde düşünmek zorunda kalmışlardır ve birkaç yıldır pluripotent olup herhangi bir hücre tipine dönüşebilen embriyonik kök hücreyi oluşturan önemli gen ve faktörleri incelemektedirler. Ve ilginç bir şekilde, Japonya ve ABD’den gelen ve Yamanaka’nın yönettiği Japon bilim adamları bunu temel olarak dört, beş faktöre indirgeyebilen liderlerden, gruplardan birisiydi. Bunlar embriyonik kök hücreyi ve pluripotent özelliklerini oluşturan ana yönetici genlerdi. Buradan uyarılmış pluripotent kök hücreleri elde edebiliyoruz.
SHANE HUNTINGTON
Mirella, bugünlerde sıklıkla kordon kanının önemini duyuyoruz ve aslında birçok anne baba özel şirketler ve bazı hastaneler tarafından kanlarını kimi zaman yüksek miktarlara, kimi zaman da ücretsiz bağışlayarak dondurmaları konusunda teşvik ediliyor, bunun amacı nedir? Kordon kanının kök hücreler açısından değeri nedir?
MIRELLA DOTTORI
Kordon kanı kemik iliği kök hücreleriyle, esasen olgun kök hücrelerle birçok yönden benzerlik gösterir, örneğin kan hücre tipleri gibi, hatta kemik yağı vb. gibi grupları oluşturabilir. Şimdi böyle bir düşünce tarzı mevcuttur, ayrıca kordon kanının da vücuttaki tüm hücre tiplerini meydana getirebileceğini belirten bazı araştırmacılar da vardır. Sinirleri, kasları ve diğerlerini bile. Bu sebepten dolayı insanlar ‘tamam, kordon kanı bir embriyonik kök hücreyle bazı yönlerden denk olan başka bir hücre tipi olabilir’ şeklinde düşünmüşlerdir. Bu yüzden, insanların kordon kanını naklettiği ve gelişme gözlemlediği birçok deneme yapılmıştır. Ancak insanların kordon kan hücrelerinde gözlemlediği bir şey, bunların birçok destekleyici faktör, büyüme desteği salgıladığıdır. Bu yüzden rejeneratif potansiyellerinin bir kısmı hastalıklı hücrelerin yerine geçmelerinden değil, daha ziyade vücudun yenilenmesi ve kendi hücrelerini değiştirmesini teşvik etmek için destek ya da bazı faktörler sağlamasından ileri gelir. Ve kanaatimce kullanımda hücre değişimine nazaran daha terapötik olan unsur mekanizmadır.
Buna göre kordon kanı depolama fikri, ince bir fikirdir. Arkadaşlarımın çoğu ve ailem bu konuda tavsiyemi istiyor. Bu en basitçe araştırmanın nereye gittiğini bilmediğimizden kaynaklanıyor. Bazı yönlerden, hücrelerinizi 30-40 yıla yakın bir süre boyunca depolatmanın değerini görebilirsiniz. Eğer lösemiye ya da başka bir hastalığa yakalanırsanız hücreleriniz burada bir kaynak olarak mevcuttur. Ancak tekrardan günümüzde IPS hücre teknolojisiyle hastadan potansiyel hücreleri elde edebiliriz ve kordon kanı depolamak gibi uygulamalar insanların düşündüğü kadar gerekli olmayabilir. Neden her şeyi depolamayalım? Bu tamamen bireye kalmıştır. Ben bunun cevap vermesi hileli bir soru olduğunu düşünüyorum. Ve iki yolu da anlayabiliyorum.
SHANE HUNTINGTON
Avustralya Melbourne Üniversitesi’nden yayınlanan Up Close’dayız. Ben Shane Huntington, bugünkü konuklarımız Dr. Mirella Dottori ve Dr. Alice Pebay ve kök hücreleri tartışıyoruz.
SHANE HUNTINGTON
Alice, embriyonik kök hücrelerin kayda değer özelliklerinden birisi pluripotent oluşları, olgun kök hücreler ise multipotent olarak belirtiliyor. Bize buradaki farkın ne olduğuna dair bilgi verebilir misiniz? Bu iki terimin anlamı nedir? Ve bu hücrelerin bize sağladığı çeşitli seçenekleri ne meydana getirir?
ALICE PEBAY
Bu bence insanların ürettiği bir kavramdır. Her şeyi sınıflandırmamız gerekir. Multi, pluri ve totipotent hücreler var. Temel olarak, ne anlama geldiğini açıklamak için embriyonik kök hücreyi ele alacak olursak, farklılaşma potansiyeli her hücre için söz konusudur. Bu yüzden pluripotent olarak adlandırılır. Eğer olgun kök hücreyi ele alacak olursanız daha az farklılaşma görülecektir, bu yüzden bu multipotent kök hücre olarak adlandırılmaktadır. Örneğin, nöronal kök hücreyi ele alacak olursam, bu nöronal kök hücre sinir sisteminin hücrelerine farklılaşacaktır, genel olarak astrositler ya da makroglial hücreler gibi. Ve nöronlar. Eğer bir embriyonik kök hücreyi ele alırsam, bu hücreyi farklı bir tipteki hücreye farklılaştırabilirim. Kardiyomiyositler, nöronlar, deri hücreleri. Daha fazla potansiyele sahiptirler.
SHANE HUNTINGTON
Çalışmanızda olgun bir deri hücresiyle başlıyorsunuz ve onu bu çalışmayı yapabilmek için gereken bir hücre tipi haline getiriyorsunuz. Burada ne olduğundan bize biraz bahseder misiniz?
ALICE PEBAY
Temel olarak yaptığımız çalışma, olgun deri hücresinin embriyonik kök hücreyi temsil eden bir hücreye yeniden programlanması olan Amerika ve Japonya’da yapılan araştırmayı takip etmekti. Bu amaçla biz biyopsiyle elde edilmiş deri hücrelerindeki birkaç genin ekspresyonunu modifiye ettik, belirli bir süre beklediler ve hücrelerin embriyonik kök hücreler gibi göründüğü bir aşamaya geldiler. Bu aşamaya geldikten sonra biz meslektaşlarımızla bu hücreleri izole edip kültüre etme imkanı bulduk; kültür şartları altında laboratuvarda embriyonik kök hücre devamlılığını sağladık. Bu programlama biçimi genleri modifiye edip daha sonra da normalde embriyonik kök hücre biyolojisi için kullanılan yöntemleri kullanarak gerçekleştirildi.
SHANE HUNTINGTON
‘Yeniden programlama’ derken embriyonik kök hücreden bahsetmiyoruz, burada benzerlik ve farklılıklar nelerdir?
ALICE PEBAY
Farklılaşma potansiyellerinin benzer olduğunu biliyoruz. Hücrelerin kök hücre olduğunu gösteren pluripotent marker olarak adlandırdığımız çeşitli unsurların ekspresyonunun benzer olduğunu biliyoruz. Ancak potansiyel olarak farklı olduklarını ve bunun günümüzde oldukça yeni bir araştırma konusu olduğunu, epigenetiklerinin ve farklılaşma yeteneklerinin farklı olabileceğini biliyoruz fakat bu henüz kesin bir bilgi değil. Temel olarak yeniden programlanmış olan IPS hücreleri çeşitli hücre tiplerine farklılaşabilse de laboratuvarda saptadığım kadarıyla insan embriyonik kök hücrelerinin aynı şeyi yapması zor görünüyor. Onları farklılaşmak için biraz zorlamalıyız. Bu teknik bir sorun mudur? Bir yeniden programlama sorunu mudur? Henüz bilmiyoruz. Anlamak için hala üzerinde çalışıyoruz.
SHANE HUNTINGTON
Alice, epigenetikle anlatmak istediğin nedir?
ALICE PEBAY
Epigenetiğin oldukça basit tanımı modifikasyonu olmayan gende bulunmayan fakat bir sonraki nesilde görülecek olan modifikasyondur. Yani epi-genetiktir.
SHANE HUNTINGTON
Alice, neden bu çalışma için deri hücrelerini tercih ettin? Onları özel kılan nedir?
ALICE PEBAY
Yeniden belirtecek olursak, çalışmamızda amaçladığımız şey belirli bir genetik hastalığı olan insanlardan IPS hücreleri elde etmekti, dünyadaki diğer bilim adamları tarafından yayımlanmış olan protokolleri izledik. Neden deri hücrelerini seçtiler? Bunun için çeşitli nedenler olabilir. Bunlardan birisi deri hücrelerinin yararlanılabilirliğidir. Deri insan vücudunun en büyük organıdır. Deri biyopsisi yapmak ve bunu yeniden programlamak oldukça kolaydır. Ancak günümüzde IPS hücresi nesilleri için kullanılması gereken ya da kullanılabilecek en iyi hücre kaynakları hakkında bir tartışma vardır ve aslında yeniden programlama verimi bir hücreden diğerine farklı olabilir. IPS hücrelerini elde etmek için deri hücrelerini kullanıyorduk fakat adipositler ya da yağ hücrelerini kullanmıyorduk, bu tamamen ucu açık bir konudur.
SHANE HUNTINGTON
Mirella, embriyonik kök hücreler hakkındaki etik mevzulardan bahsetmiştik, kanaatimce bir deri hücresine bu tür bir modifikasyon yaptığınız zaman farklı hücreler meydana geldiğinde oluşabilecek sorunlardan birisi, Alice’in önceden belirttiği gibi embriyonik kök hücreler tüm vücudu meydana getirmemize olanak sağlar. Bu durum çalışmanızda sorun yaratıyor mu? Aynı şeyi uyarılmış pluripotent kök hücrelerle yapabiliyor musunuz?
MIRELLA DOTTORI
Teoride evet.. Aslında farenin kuyruk derisi hücrelerinden elde edilen IPS hücreleri normal IPS hücrelerini oluşturmuş ve bunlar başka bir farenin blastosistine nakledilmiş, daha sonra ise blastosist gebe ya da yalancı gebe bir fareye nakledilmiştir. O farenin yavrusu tamamen orijinal IPS hücrelerinden elde edilmiştir. Bu yüzden bu işlem teoride klonlama gibidir. Bu yüzden de teoride IPS hücresinden gelen evet sinyali tamamen yeni bir bireyi meydana getirebilir. Onlar bunu göstermiştir.
SHANE HUNTINGTON
Bu hücreler gerçek olamayacak kadar iyi gibi görünüyor. Embriyonik kök hücre sahasının yıkım türünü inceliyor muyuz ve bu sizin çalıştığınız yeni uyarılmış hücre tipinin yerini alıyor mu?
MIRELLA DOTTORI
Kesinlikle hayır.. Bu mükemmel değil.. Alice’in belirttiği gibi IPS teknolojisiyle ilgili hala tartışılması gereken faktörler var. IPS hücrelerinin tüm genetik kodu değiştirerek ortaya çıkması bile mükemmel değil. Bu yüzden insanlar embriyonik kök hücrelerde ifade edilen genlerin tümünü inceledikleri ve bunları IPS hücreleriyle karşılaştırdıkları zaman %100 eşleşme olmadığını göreceklerdir.
Çünkü her şeyi açık bir şekilde bilmiyoruz. Hala emin olmadığımız birçok şey var. Tam bir eşleşme olup olmadığını merak ediyorsunuz, bu fark eder mi? Hiçbir zaman bilemeyiz. Bu yüzden, ESL’ler, embriyonik kök hücreler, birçok yönden altın damga gibidir. Biz her zaman IPS hücreleriyle karşılaştırma yapmak zorundayız. Yeni ESL hatları elde etmeye ihtiyaç olabilir ya da olmayabilir. ESL’lere doğrudan tedavi için ihtiyaç duymayız. Ancak onlara her zaman araştırma amacıyla ihtiyaç duyarız.
SHANE HUNTINGTON
Mirella, eğer şu an benden bir deri örneği alıp bu inanılmaz özelliklere sahip olmak için bu hücreleri uyarma işlemine başlayacak olsan bize laboratuvardaki işlemin ne olacağını anlatır mısın?
MIRELLA DOTTORI
Pekala, doktora gidersin ve ufak bir deri biyopsisi alınır, gerekirse dikiş atılır ve daha sonra deri hücrelerini kültüre etmeye başlarız, bu deri hücrelerini değiştirmek için derisi kültüre edilen yanık hastalarında uygulanan işleme benzer. Daha sonra bunları sayıca çoğaltırız. Bu dört, beş farklı geni ya da proteini hücrelere tanıtırız, bunları hücrelere tanıtırken farklı yollar mevcuttur. Geleneksel ve en verimli yol virusların kullanılmasıdır. Genleri hücrelere taşıyan virusları kullanarak hücreleri enfekte eder ve Yamanaka faktörleri adı verilen bu genleri ya da bu dört beş proteinin ekspresyonuna başlarlar. Bunlar Oct 4, Klf 4, c-Myc ve Sox 2’dir. Bu proteinler ya da genlerin ekspresyonundan sonra bunlar deri hücrelerini aynı kök hücre genlerini ifade etmek için uyarırlar. Bunlar anahtar ya da sürücü gibidirler.
Ve hücreye ‘tamam, biz buradayız, artık kök hücre genlerinin ekspresyonuna başlayabilir ve seni bir deri hücresi yapan tüm genleri susturabilirsin.’ derler. Bu yüzden de süreç yeniden programlama olarak adlandırılır. Ve bu deri hücreleri kök hücre olmak üzere yönlendirildikleri, dönüştürüldükleri, ya da yeniden programlandıkları zaman tanıttığımız genleri sustururlar. Virus kullanma şeklindeki geleneksel yol terapötik olarak geçerli bir sistem olmadığından bizim laboratuvarımızın da dahil olduğu, viral olmayan yaklaşımların kullanıldığı birçok grup vardır. Proteini doğrudan uygulayabilir ya da sadece bu proteinleri hücreye getiren plazmidler gibi diğer sistemleri kullanabilirsiniz. Gerekli olan budur. Değişikliği yapmak için sadece bu dört beş proteini uygularsınız. Değişiklik meydana geldikten sonra ekzojen genlere ihtiyaç duymazsınız.
SHANE HUNTINGTON
Bu işlemin en zor kısmı nedir?
MIRELLA DOTTORI
Şaşırtıcı bir şekilde, bu yöntem hala oldukça etkisizdir. Dünyada bunu uygulayan grupların çoğunda, hücrelerin yeniden programlanan kısmı %1’dir. Bu genleri tanıttıktan sonra en az üç hafta beklememiz gerekir. Ve sabırla bekleriz. Herhangi bir şey yapmayız. Doğru tanrılara dua ederiz. Belirli bir zamandan sonra mikroskopla bakarız ve normalde uzun deri hücrelerinin morfolojilerinin değiştiğini ve kök hücreler gibi görünmeye başladıklarını, bu yüzden daha küçük ve yuvarlak olduklarını ve çoğalmaya başladıklarını görürüz. Ve koloni olarak adlandırdığımız grupları oluşturmaya başlarlar. Mikroskopla baktıktan sonra ‘görünüşe bakılırsa yeniden programlanmışlar.’ deriz. Sonra onları mekanik olarak toplarız, izole ederiz ve çoğaltırız.
Eğer çoğalmaya devam ederlerse doğru yolda olduğumuzu anlarız ve bir hücre hattı oluşturmaya başlarız. Sonra diğer genleri aramak için diğer tüm karakterizasyonları uygularız ve ne yapabileceklerine bakarız. Bunlar sinir haline gelebilir mi? Kas haline gelebilir mi? Başka bir doku haline gelebilir mi? Sonra da kök hücre olduklarını onaylayıp kutucuğa bir çentik atarız. Fakat bu süreç zaman alır. Ve en verimli raporlar sadece %4 düzeyinde kalmaktadır. Bu yüzden hala yüzleşmemiz gereken birçok zorluk vardır. Ancak bunların gerçekleştirilebilecek olması herkesi heyecanlandıran bir unsurdur.
