KÖK HÜCRE PDF

KÖK HÜCRE ve FARKLILAŞMA Öğr.gör. Dr. KÜBRA PASPAL EROĞLU  Döllenme ile, anne ve babanın genlerinin çocuklara aktarılması ve yumurta aktivasyonu (yumurta sitoplazmasında gelişimin başlaması için) sağlanır. Genetik çeşitliliği sağlayan en önemli durum, crossing over ve homolog...

KÖK HÜCRE ve FARKLILAŞMA Öğr.gör. Dr. KÜBRA PASPAL EROĞLU  Döllenme ile, anne ve babanın genlerinin çocuklara aktarılması ve yumurta aktivasyonu (yumurta sitoplazmasında gelişimin başlaması için) sağlanır. Genetik çeşitliliği sağlayan en önemli durum, crossing over ve homolog kromozomların eşey hücrelerine rastgele dağılmasıdır. Yumurta nükleusu spermi ikinci mayozun metafazında bekler. Erkek nükleusu girer girmez, ikinci mayoz tamamlanır.  Bir organizmada bulunan hücrelerin tümü aynı hücreden üreyip, hepsinde genom aynı olduğu halde, hücreler morfolojik ve işlevsel olarak birbirinden farklılık göstermektedir. Farklılaşma nasıl sağlanır? Epigenetik Gen regülasyonu Hücre içi haberleşme Yükleniyor… Hücre dışı uyarılar (büyüme fakörleri, matriks) DNA yeniden düzenlenimleri (rearrangements) Mutasyon ve onarım hataları (doğal çeşitlilik faktörleridir)  Hücre farklılaşması- transkripsiyon faktörleri ve epigenetik Hücre bölünmesi Hücre göçü Hücre ölümü  Kök hücre ve özellikleri Kendini yenileme kapasitesinde olan ve diğer hücrelere farklılaşabilen hücrelerdir. Embriyonik ve yetişkin kök hücreler olarak ikiye ayrılır. Simetrik ve asimetrik bölünebilirler. Embriyonik kök hücrelerin telomeraz aktivitesi vardır. Yükleniyor… Farklılaşması tamamlanmamıştır. Organizma yaşadıkça bölünebilirler.  Asimetrik bölünmeyle oluşan iki kardeş hücrenin biri yine kök hücre olarak kalırken, diğeri belirli bir hücreye dönüşecek olan öncül hücreyi oluşturur. Böylece bir yandan gerekli hücreler farklılaşarak hücreyi oluştururken bir yandan kendi kök hücre havuzunu dengede tutmaya ve beslenmeye devam ederler.  Memeli gelişiminde ilk ve en yüksek potansiyele sahip hücre, döllenmiş yumurtadır. Bu hücre tam potansiyellidir. Embriyo ve plasentayı oluşturur. Embriyonik kök hücreler çok potansiyelli (pluripotent) hücrelerdir ve tüm üç germ tabakasındaki hücrelere farklılaşabilirler. Kanser hücrelerine benzer bölünebilme özelliğine sahiptirler, çok yüksek bir çekirdek-düşük sitoplazma hacmine sahiptirler.  Zigot →Blastomerler →Morula →Blastula (Blastosist) →Gastrula →Organogenezis ve büyüme blastomerle morula r 1. Embriyonik dönem: Döllenmeden sonraki ilk 8 hafta, tüm organların oluşumu, vücut planının ortaya çıkışı 2. Fetal dönem : Geri kalan 30 hafta 3. Postnatal dönem: Doğumdan olgunlaşmaya kadar olan evre Blastokist aşamasında 2 tip hücre bulunur. İç hücre kitlesini oluşturan embriyoblast hücreleri-embriyo geliştirir Embriyoblastı ve blastosölü kuşatan trofoektoderm-plasenta, koryon gelişir. Blastokist aşamasında embriyoblast ikiye ayrılırsa monozigotik ikiz embriyoları oluşur. Bu aşamada trofoblast hücreleri uterus duvarına implantasyonu başlatır.  İç embriyo kitlesinden ortada iki tabakalı embriyonik disk yapısı ve bunun iki tarafında epiblast (amnion kesesi gelişir) ve hipoblast (vitellus kesesi gelişir) oluşur. 3. haftada ortadaki iki tabakalı diskten tüm vücudu oluşturacak embriyonik 3 germ tabakası gelişir. Yükleniyor…  Gastrulasyon – farklılaşmanın başlaması Hücre farklılaşmasıyla organ gelişimi-organogenez başlar (Bu dönemden sonra hücredeki hasarların telafisi zordur. Gelişim anomalileri oluşabilir). Ektoderm ve endodermden epitelyal dokular, mezodermden mezenşim dokusu gelişir.  Üç embriyo tabakası 1. Ektoderm (deri-saç,tırnak- ve sinir doku) 2. Mesoderm (kas, iskelet, dolaşım, üreme, salgı sistemleri, bağ d.) 3. Endoderm (sindirim organları) İlk farklılık, üç embriyonal tabakanın oluşmasıdır. Anne RNA’ları erken gelişim öncesi yumurtada stoklanır. Bu RNA’lar embryogenezisin farklı evrelerinde kullanılır ve parçalanır.  Zigottan kök hücrelerin gelişimi ve kök hücrelerden 200’den fazla hedef hücreye farklılaşma belirli aşamalarda gerçekleşir. Kök hücreden hedef hücreye farklılaşma sırasında hücre, önceden sessiz olan yüzlerce geni aktifleştirerek ifadelenmesini sağlar. Kök Hücrelerin Potansiyellilik Dereceleri Totipotent, tam potansiyelli: tüm hücre tiplerine farklılaşabilen ve bir organizmayı oluşturabilen kök hücrelerdir (8 hücreli blastomere kadar). Pluripotent: Herhangi bir hücre/doku tipine farklılaşabilirler. Ancak tam bir organizmayı oluşturamazlar. (ÖR: Morula hücreleri) Kök Hücrelerin Potansiyellilik Dereceleri Multipotent: Birbirine çok yakın (aynı aileden) bir çok hücreye farklılaşabilirler (ÖR: Yetişkin hematopoietik kök h.) Oligopotent: Yalnızca birkaç hücre tipine farklılaşabilirler (ÖR: Lenfoid kök h.). Unipotent: Yalnızca bir tek hücre tipine farklılaşabilirler (ancak kendini yenileyebilen) kök hücrelerdir (ÖR: Kas kök hücreleri). Vücudumuzdan hergün eksilen milyarlarca özgün hücrenin yeri düzenli şekilde yeniden doldurulur. Nasıl? REJENERASYON (Doku yenileme) süreci Doku onarımı ya da hücre yenilenmesi için: Dolaşımdaki kök hücreler, uygun sinyal molekülleriyle bölünüp farklılaşırlar (ör; kan hücreleri) Farklılaşmış ancak bölünebilen hücrelerin kendileri daha sınırlı bir onarım sağlayabilir (ör; KC hücreleri, endotel hücreler, fibroblastlar..)  Embriyonik kök (ES) hücrenin kendini yenilemesi ve farklılaşması ES hücrelerinde OCT4, SOX2 ve NANOG gibi genler çalışarak, değişmeksizin çoğalmasını sağlarken, gelişim ve farklılaşmayla ilgili genler baskılanır.  YETİŞKİN KÖK HÜCRELER Organizmanın gelişmiş dokularında bulunan kök hücrelerdir. Morfoloji ve karakteristik özellikleri köken aldıkları dokuya bağlı olarak değişebilir. Organizmada doku yenilenmesinden sorumludurlar. Erişkin kök hücreleri, embriyonik kök hücrelere kıyasla kendilerini yenileme ve farklılaşma potansiyelleri daha sınırlıdır. Multipotenttir.  Transdifferensiyasyon Yetişkinlerde bulunan kök hücreler özgün sinyallerle yalnızca kendi soyunun hedef hücreleri değil, gerektiğinde onarım için farklı embriyonel tabakadan gelişse bile farklı hücrelere de dönüşebilmektedir. ÖR: Mesodermal kökenli kan hücresi, epidermal kökenli bir karaciğer hücresine dönüşebilir. Dediferansiasyon-Geriye farklılaşma  Kök Hücre Mikroçevreleri (Niş) Kök hücrelerinin demir attığı uygun ortamlardır. Nişin temel görevi kök hücreyi farklılaşmamış düzeyde tutmak ve sayılarını korumaktır. Doku hasarında kök hücrenin harekete geçmesini ve onarımda görev almasını, sayılarının korunmasını kontrol edebilmek için çevreden gelen sinyalleri almak ve bu sinyalleri birleştirmek gerekir.  Kök hücre Nasıl Elde Edilir? Kök hücre; embriyonik dokulardan, yağ dokusu ve kemik iliği gibi yetişkin dokulardan da elde edilebilir. Yağ dokuları, yağ dokusu kök hücrelerinin, özellikle kemik iliğine kıyasla bol miktarda kök hücre toplanması, izolasyonu ve çoğaltılmasında avantaja sahiptir. Hastalarda daha az rahatsızlığa neden olmakta birlikte yağ dokusundan kök hücre elde etmek kolay olduğundan ve çoğu zaman kemik iliği hücrelerinden türetilenlerden daha fazla çoğalma kapasitesine sahip olduğundan, yağ dokusu ideal bir kök hücre kaynağı olarak düşünülebilir. Yağ dokusundan türetilen kök hücreler, güçlü bir yapıya sahiptir, damar hücreleri de dahil olmak üzere çeşitli hücrelere ve yapılara farklılaşma kapasiteleri bulunmaktadır. Dolayısıyla damar oluşumunu destekleyip, kolay erişilebilirlik ve bağışıklık sistemini uyaran maddelerden yoksun olmaları nedeniyle de hastaya minimum sıkıntı verirler. Bu durumda rejeneratif (yenileyici) tıpta kullanım için ideal olarak kabul edilir  Yağ dokusu toplama işlemi, hedeflenecek bölgenin dikkatli bir şekilde belirlenmesi ile başlar. Pratikte ise en sık donör (verici) alanlar uyluk dış, kalça ve karın bölgeleridir. Lokal anestezi altında yapılan işlemde yaklaşık 30 ml yağ özel şırıngalar ile aspire edilerek alınır. Toplanan materyali içeren şırıngalar iki veya üç kez steril serum fizyolojik solüsyonu ile temizlenir, kapatılır ve 30 dakika bekletilir. Daha sonra üstte kalan sıvı atılır ve çökelti elde edilir, kalan yağı içeren enjektörler kapalı şekilde işlenmek üzere steril bir şekilde laboratuvara gönderilir. Çoğaltılan kök hücreleri uygun ortamlarda saklanır. Gereken ve uygun yerlere enjekte edilir. Kolajenaz enzimi ile ayrıştırılmış yağ dokusundan türetilen kök hücreler; yağ dokusu, kıkırdak, kemik, iskelet kas sistemi, nöronal hücreler, endotel hücreleri, kardiyomiyositler ve düz kas dokusu hücreleri dahil olmak üzere çeşitli hücresel türlere farklılaşabilmektedir.  Ortopedi ve Travmatoloji Alanında Kök Hücre Tedavisi Eklem kıkırdağı zedelenmeleri Kök Hücre Tedavisi Hangi Hastalıklarda Diz kireçlenmeleri Kullanılabilir? İyileşmesi uzamış tendon sorunları Kök hücre tedavisi çok farklı hastalıklarda Kaynamayan kırıklar kullanılabilmektedir. Burkulma dahil bağ yaralanmaları Dermatoloji ve estetik cerrahide kök hücre Avasküler nekrozlar tedavisi Sporcu yaralanmalarında hızlandırıcı tedavi olarak Kıkırdak yaması Sedef hastalığı Kardiyoloji Alanında Kök Hücre Tedavisi Epidermolizis bülloza Miyokard infarkt-intrakoroner reperfüzyon Sistemik skleroz Kalp yetmezliği İskemik kalp hastalığı - intramiyokardiyal Yükleniyor… Skleroderma enjeksiyonlarında) Yaygın yanıklar Nörolojik ve Nörodejeneratif Hastalıklarda Kök Hücre Lipoatrofi Tedavisi Travmatik beyin hasarı Lipodistrofiler Spinal kord hasarı Akne izleri İnme Yara ve skar onarımı Alzheimer Parkinson Kırışıklık ve deri yaşlanması Güneş hasarı ve foto yaşlanma Kök hücre uygulamasının riskleri şu şekildedir Uygulanan lokal veya genel anestezi alerjik tepkilere neden olabilir. Kök hücre tedavisinin uygulandığı bölgede kanama veya morarma görülebilir. Sinir ve kan damarlarında hasar meydana gelebilir. Nadir de olsa uygulama bölgesinde enfeksiyon gelişebilir. Tedavinin uygulandığı bölgede şişlik, dokunmaya karşı hassasiyet veya ağrı gelişebilir. Kök hücreler işlem sonrası her türlü hücreye dönüşebilmektedir. Özellikle kıkırdak yaralanmalarına yönelik kök hücre uygulamalarında kıkırdaktan başka kemiksel yapılar oluşabilmektedir. Bu tür oluşumlar çok nadiren de olsa ikinci bir cerrahi işleme neden olabilmektedir.  Gelecekte kök hücre Günümüzde kök hücrelerin çeşitli kimyasal ve genetik uyarıcılarla farklılaşması sağlanabildiği gibi, farklılaşmış bir hücreden genetik aktarımlarla kök hücre de elde edilebilmektedir. Kök hücreler çeşitli dejeneratif hastalıkların tedavisinde umut vermektedir.