Kök Hücre ile Kalp Kası Tedavisi Başladı

Bilim insanları kalp yetmezliğini iyileştirmek için kök hücre tedavisine başladı. Kök hücreler özellikle kalp krizi geçiren hastalar ile ritim bozukluğunda kullanılacak ve hasar gören kalp kaslarını onarıp canlandıracak. Böylece hastaların kalbi ameliyattan sonra gençlikteki gibi sağlıklı olacak.

Deriden kalp kası yapmak

Hayat bilgisi der ki kırılan kalpleri onaramazsınız; ancak bilim insanları en azından beden sağlığında bu engeli aşmaya kararlı ve kalp yetmezliğini iyileştirmek istiyorlar. Kalp hastalarının ömür beklentisini kısaltan en büyük sebep kalp yetmezliği ve kök hücre tedavisi bunun çaresi olacak.

Kalp kasları hasar görünce kalp düzgün atmıyor ve bu da ikinci bir krizi, tansiyonu veya kalp krizini tetikleyebiliyor. Oysa Pen State Üniversitesi’nden Profesör Xiaojun Lance Lian (Siavcun okunur) ve ekibi, insan derisi hücrelerinden sağlıklı kalp kası üretmenin bir yolunu buldu.

Bunun için hastadan deri hücresi aldılar ve genetiğini etkileyerek bunları kalp kası hücresine dönüştürdüler. Peki nasıl yaptılar?

İlgili yazı: Sentetik DNA İle Çelikten Güçlü İpek Üretiyoruz

 

Bebekler için şart

Ana karnındaki embriyo döllenip fetüse dönüştüğü zaman, embriyodaki kök hücreler anne-babadan gelen DNA’daki genetik talimatlara göre farklılaşıyor ve şekil değiştiriyor.

Böylece bir takım kök hücreler karaciğer hücrelerine, bir kısmı da beyin hücrelerine dönüşüyor. Sonuçta vücudumuzdaki farklı organ ve dokular ortaya çıkıyor. Kemik hücrelerinden kas hücrelerine kadar her şey başkalaşmış kök hücrelerden geliyor.

Doktorlar bundan yola çıktılar ve insan deri hücrelerine genetik geçmişlerini hatırlatarak bunları genel kök hücresine dönüştürdüler. Sonra da kalp kası hücresi olarak yeniden çoğalmalarını sağladılar. Sırada insan kalbini onarmak var.

İlgili yazı: AIDS’e Kesin Çare >> Amerikalı doktorlar HIV virüsünü insan DNA’sından sildi

 

Kırık kalplere çare

Kalp kaslarının kendini onarması en kesin çözüm. Burada yorgun bir kalbin sağlığına kavuşmasından söz ediyoruz. Henüz test aşamasında olan kök hücre tedavisi yaygınlaştığı zaman, kalp ve tansiyon ilaçları büyük ölçüde tarihe karışacak ve kalp krizi geçirenlerin ömrü uzayacak.

Biyomedikal mühendislik ve biyoloji alanlarında uzmanlaşan Profesör Lian, bunun için deri hücrelerini epikardiyum hücrelerine çevirdi. Bunlar insan kalbinin dış yüzeyindeki kalp kaslarını oluşturuyor ve kalbimizin sağlıklı atmasını sağlıyor.

İlgili yazı: Ritim bozukluğu düzelten elektronik desenli kalpler

 

Kalp yetmezliğini iyileştirecek

Lian diyor ki “Kalp kası hücreleri ölünce kalp duvarını deliyor. Biz de kalp duvarını laboratuarda onarmaya çalışıyoruz. Sonra da hastadan aldığımız deri hücreleriyle üretilen yeni kalp kaslarını hastanın kalbine ekeceğiz. Böylece organ nakli ve organ reddi olmadan hastayı iyileştireceğiz.”

Kalp duvarı sandviç gibi dilimi gibi dizilen üç katmandan oluşuyor: İç kata endokardiyum, dış kata epikardiyum ve orta kata miyokardiyum kası diyoruz. Lian kalp hastalıklarına “damardan girmek” için 2012 yılında AstraZeneca ilaç şirketinden kök hücre alarak miyokardiyum hücreleri türetmeyi başardı.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak İyi 10 Router Modem

 

Rejenerasyon tıbbı

Kertenkelenin kopan kuyruğunun yeniden çıkması anlamında rejenerasyon yakın zamana kadar insanlar için hayaldi. Bugün de kopan insan kolunu İnanılmaz Örümcek Adam 1 filmindeki kertenkele adamın yaptığı gibi geri getiremiyoruz.

Ancak kök hücre tedavisi ile siroz hastalığını geçirebilir, karaciğerdeki yağlanmayı önleyebilir ve pankreası onararak diyabeti iyileştirebiliriz. Burada yan etkisi olan ilaçlar kullanmak yerine, insan vücudundaki organların kendini onarmasından söz ediyoruz. Bu yüzden, rejenerasyon terimini ve Türkçe karşılığı olan türetim kelimesini kullanmaya başlamak gerekiyor.

İlgili yazı: İnsan DNA’sına Yeni Harfler Ekleniyor

 

Genetik talimat

Elbette agar kabındaki deri hücreleriyle çiçek sular gibi iletişim kuramayız; yani dışarıdan hücrelere seslenip “Haydi canlarım, bugün kalp kası olun!” diyemeyiz. 🙂

Ancak hücrelerin anladığı bir dil var: DNA dili ve bizim hücrelerin kendini kalp kası hücresi sanmasını sağlamamız gerekiyor. Böylelikle deri hücreleri kendiliğinden kalp kası hücresi olarak çoğalmaya başlayacaklar. Nasıl olduğuna gelince:

Profesör Lian hücrelerin DNA’sını tetiklemek için Wnt sinyal yolu denilen özel organik moleküller kullandı. Hücrelere genetik sinyal gönderen bu proteinler, sorunsuz bir şekilde hücre zarından geçerek çekirdek zarına ve hücrenin DNA’sına ulaşıyor.

Bu iş Kuzey Amerika yerlilerinin kovboy filmlerinde dumanla sinyal vermesine benziyor. Deri hücrelerinin kalp kasına dönüşmesini istiyorsanız buna uygun genetik sinyalleri proteinlerle hücreye gönderiyorsunuz. Böylece hücremiz kalp kası oluyor.

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük

 

Test edip onayladılar

Bilim insanları kalp kası hücresi ürettiklerini biliyorlardı. Ancak, düzgün çalışan sağlıklı hücreler ürettiklerinden emin olmaları gerekiyordu ve kalite kontrol yapmak zorundaydılar. Böylelikle sentetik hücreleri gerçek insan kası hücreleriyle karşılaştırdılar ve sağlıklı hücre ürettiklerini onayladılar.

Sentetik ve doğalın farkı

Kök hücre bazlı gen tedavisinde dikkat etmemiz gereken önemli bir husus var: O da sentetik üretim ile doğal üretim arasındaki fark. Halk arasında sentetik deyince et yerine plastikten yapılan sahte ve sağlığa zararlı şeyleri anlıyoruz. Gıda endüstrisinin kilo aldıran sağlıksız bisküvileri bizi buna alıştırdı.

Ancak kök hücrede durum farklı: Sentetik kalp hücresi demek, laboratuarda klonlanmış doğal insan hücresi demek. Bunların vücudumuzda doğuştan gelen hücrelerden hiçbir farkı yok. Plastikten yapılmayan, kanlı canlı hücreler.

Öyleyse sentetik kelimesi, bu hücrelerin insan müdahalesi ile yapay olarak üretilmesi anlamına geliyor. Yoksa hücrenin kendisi gayet doğal. Nitekim tüp bebeklere sentetik bebek demiyoruz. Peki deriyi kalp kasına nasıl dönüştürüyoruz?

İlgili yazı: DNA’da gizli veri katmanı Epigenetik kod

 

Haberci hücreler

Doktorların hücreyi kesip içini açarak “Acaba bu gerçekten sağlıklı kalp kası hücresi mi?” diye bakacak hali yok. Bunu yaparlarsa hücre ölür ve kullanılamaz. Öte yandan, haberci hücreler sadece sağlıklı kas hücrelerinde ışık saçan özel floresan genler içeriyor.

Profesör Lian, birkaç denemenin ardından petri kabındaki hücrelere mikroskopla bakınca bunların DNA’da doğru yerlerde olduğunu ve doğru renklerle parladığını gördü. Böylece sentetik kalp kası hücreleri kalite kontrolü geçti.

İlgili yazı: Nötron Yıldızları Hakkında 5 Şaşırtıcı Gerçek

Normal hızda çoğalmalı

Bildiğiniz gibi 1 metre boyunda kalbimiz yok. Olsa ölürdük. Aslında kök hücreler vücudumuzdaki organları üreten hücrelere diyor ki “Bak kardeşim, insan kalbinin boyu şu kadar ve karaciğerin boyu da bu kadar. Sakın fazla çoğalma ve işin bitince dur, yoksa kanser olursun.”

Bu nedenle kalp kası hücresi üretmek yetmiyor. Bir de bunların sağlıklı çoğalması gerekiyor. Lian, laboratuarda üretilen hücrelerin genellikle 10 gün içinde çoğalmayı kestiğini söylüyor; çünkü bunların genetiği kusurlu ve ömrü kısa oluyor.

Oysa bu hücrelerin ömrü doğal kalp hücrelerinin ömrüne eşit olmalı. Lian bunun için özel bir molekül kullandı ve TGF-beta büyüme faktörü eklediği hücrelerin ömrü 50 günü aştı. Böylece hem sağlıklı hücreler üretti hem de klinik deney süresini kısalttı.

“Klinik deneyler için 10 milyar hücre üretmemiz gerekiyor. Bu işin 30-40 yıl almaması için hücrelerin hızlı çoğalması gerek. Öte yandan insan kalbine aktarılacak hücrelerin de kanserojen olmaması gerekiyor. Pek yakında kalp kası hücrelerinin genetiğinde ince ayar yapmaya başlayacağız.”

İlgili yazı: Çoklu Evren: En Yakın Komşu Evren Nerede?

 

Kalp kası üretiyoruz

Kalp kaslarına dışarıdan hücre ekersek bunların vücudun kan damarlarına bağlanması ve beslenmesi gerek, yoksa kuruyup ölürler. Neyse ki bu konuda sıkıntı yok:

Bilim insanları hayvanlarla yaptıkları deneyde hasarlı kalplere epikardiyum kas hücreleri ektiler ve bunlar da aralarında ayrıca farklılaşıp iş bölümü yaptı.

Böylece hasta kalbe ekilen dış kas hücreleri kendi kılcal damarlarını üreterek sağlıklı kalp dokusunun bir parçası oldu. Hatta bununla yetinmeyerek orta kas hücrelerine de dönüştüler (miyokardiyum) ve sağlıklı dokular ürettiler.

İlgili yazı: Yağmurdan Elektrik Üreten Güneş Paneli

 

Kök hücre hakkında 7 gerçek

Kök hücre tedavisinin önündeki en büyük engel bunların ilk başta donmuş embriyolardan alınması oldu. Her ne kadar kadınlardan alınan embriyolar fetüs gibi canlı kabul edilmese de insanlar manevi sebeplerle bunların kullanılmasına karşı çıkıyor.

Elbette embriyoların yoksul kadınlarından üç otuz paraya satın alınabilecek olması gibi en kötü durum senaryoları da ahlaki sorunlara yol açıyor. Ancak, 2006 yılında Japonya’dan Shinya Yamanaka (Şinya okunur) büyük bir keşif yaptı:

Profesör Yamanaka, yetişkin insan hücrelerini genetik olarak programlayarak kök hücrelere geri dönüştürdü. Böylece embriyoya bağlı etik sorunlar ortadan kalkmış oldu ve kadınlarından embriyo almaya gerek kalmadı.

Her ne kadar Yamanaka bu sırada bir skandala karışmış olsa da kök hücre araştırmaları hızla yaygınlaştı. Bugün kök hücreye geri dönüştürülen farklılaşmış hücrelere (örneğin kök hücreye çevrilen deri hücrelerine) iPS hücresi diyoruz. Şimdi bu teknoloji ile hangi hastalıkları iyileştireceğimizi görelim.

İlgili yazı: DNA’nın Tutkalı Kuantum Dolanıklık

 

1. iPS ve embriyo çok benziyor; ama farklı

Her iki hücre de kendini sonsuza dek yenileyebiliyor (yani kopyalayabiliyor) ve bu açıdan pratikte ölümsüz sayılırlar. Yine de organ klonlarken hata yapmamak için aradaki farklara dikkat etmek gerekiyor. Bunları daha yeni öğreniyoruz.

2. Organ klonlayacağız

Günümüzde bir kişiden kök hücresi alarak bunları laboratuarda klonlayabilir ve hastanın organlarına ekerek hasarlı dokuları onarabiliriz. Sırada biyoprinter ile canlı insan organları basmak ve bunları hastaya nakletmek var.

Ancak, asıl devrim kişinin organlarını bizzat vücudun içinde gençleştirmek olacak. O zaman ameliyata hiç gerek kalmayacak. Elbette bu da kök hücre yoluyla ölümsüz olmak anlamına geliyor: Yaşlandıkça vücuda reset atıp 20 yıl gençleştiğinizi düşünün. Yalnız buna en az 30 yıl var.

İlgili yazı: İnsan Ömrü Neden 122 Yıl?

 

3. Deri hücresi çok popüler

Bilim insanları deri hücrelerini kolayca geri dönüştürerek iPS kök hücrelere çeviriyor. Bunun dışında kan hücrelerinden türetilen kök hücreler ve kıkırdak gibi bağ dokularından alınan mezenkimal kök hücreler var.

4. Tip 1 Diyabete son

Tip 1 diyabette ensülin hormonu üreten hücreler ölüyor. Bu nedenle hastanın ömür boyu ensülin iğnesi yapması gerekebiliyor. Ancak, kök hücreleri ensülin hücrelerine çevirerek bunları kobay farelerin karnına enjekte ettiğimiz zaman diyabeti iyileştiriyoruz. Gelecekte pankreası tedavi ederek Tip 1 diyabete son verebiliriz.

5. Körlük ve görme kaybı önlenecek

2013 yılında Japonya, Kobe’deki Riken Biyoloji Merkezi’nden bilim insanları, 70 yaşındaki bir maküler bozukluk hastasından deri hücreleri aldılar ve bunlardan retina hücresi ürettiler. Hücreleri hastanın gözüne yerleştikleri zaman görme kaybı durdu ve hastanın bünyesi nakledilen hücreleri reddetmedi.

İlgili yazı: Gen Makası CRISPR ile Kök Hücre Tedavisi

 

6. Tiroit yetmezliği

Tiroit yetmezliği ile tiroit kanserini iyileştirmek için genellikle tiroit bezini ameliyatla almak gerekiyor. Bu nedenle hastaların ömür boyu takviye ilaç kullanması gerekiyor ve bunun da istenmeyen yan etkileri oluyor; ama kök hücre tedavisiyle farelerde tiroit bezini iyileştirmeyi başardık.

7. Parkinson

Dopamin salgılayan beyin hücrelerinin ölmesinden kaynaklanan Parkinson hastalığı kişinin ellerinin titremesi ve dengesinin bozulmasına yol açıyor. Hekimler kök hücre ile Parkinson’u iyileştirmeye çalışıyor ve ben de kesin sonuçlar alınınca size duyuracağım. Kök hücre tedavisini Türkiye’de herkesin kullanabileceği kadar ucuzlatacak olan teknolojiyi ise gen makasında bulacaksınız.

Biyoprinterda kalp basmak