Embriyonik Kök Hücre Kültürü
Erken embriyo hücreleri, çoğalma ve erişkin hayvanda doku ve organların tümünü oluşturabilecek kapasitelerinden dolayı özeldirler. 1970 yılında, fare erken embriyosunun, rahimden çıkarılıp rahimden ilgisiz yerlere aktarıldıklarında, sıklıkla tümör geliştirdikleri bulundu. Teratokarsinom adı verilen bu tümörler, hayvanda çoğaldıklarında bir dizi farklı doku oluşturabilme kapasitesini içeriyorlardı. Ayrıca teratokarsinom hücreleri (embriyonal karsinom hücreleri olarak da adlandırılır), izole edilip, hücre kültüründe üretilebiliyorlardı. Normal embriyo hücrelerini andıran bu hücreler, kültürde çeşitli hücre tiplerine farklılaşabiliyorlardı. Bazı embriyonal karsinom hücreleri, erken fare embriyolarına enjekte edilerek taşıyıcı bir anneye aşılandıklarında, normal fare gelişimine katkıda bulunabiliyorlardı. Embriyonal karsinom hücrelerinin, çeşitli hücre tiplerine farklılaşabilmeleri ve normal fare gelişimine katılabilmeleri, tümör- kaynaklı bu hücrelerin, normal embriyonik kök hücrelerle yakın ilişkili olabileceklerini düşündürdü. Ancak, farede teratokarsinomların gelişimi sırasındaki olaylar bilinmiyordu. Gail Martin, teratokarsinomlarda bulunan embriyonal karsinom hücrelerinin aslında, rahimden çıkarılıp ilgisiz bölgelere aktarıldıkları ve normal farklılaşmayı başlatabilecek uygun sinyaller almadıkları için anormal çoğalan, normal embriyo hücreleri oldukları hipotezini savundu. Bu hipoteze dayanarak, normal embriyonik kök hücre hatları elde etmek amacıyla, fare embriyosundan hücre kültürleri yapmaya çalıştı. Onun deneyleri ve Martin Evans ile Matthew Kauffman’ın benzer çalışmaları (Establishment in culture of pluripotential cells from Mouse embryos, Nature, 1981, 292:154-156), kök hücrelerin normal fare embriyosundan doğrudan kültüre edilebileceğini gösterdi. Bu embriyonik kök hücre dizilerinin izolasyonu, fare gelişim analizleri ve genetik kullanışlılık yanında, transplantasyon tedavilerinde insan embriyonik kök hücrelerinin kullanımı olasılığının da yolunu açtı.
Deneyler
Embriyonal karsinoma hücrelerinin normal embriyonik kök hücrelerinden geldikleri temeline dayanarak, Martin, normal fare blastositlerinden kültür yapmaya girişti. Yaklaşık 30 embriyonun hücreleriyle başlayarak, bir haftalık kültür sonrasında, başlangıçta dört hücre kolonisi ile tekrarlanarak, benzer hücre dizileri oluşturdu. Normal embriyodan (embriyonik kök hücre) oluşan hücre dizileri, tümör kökenli embriyonal karsinom hücrelerine çok benziyordu. Daha da önemlisi, embriyonik kök hücreler kültürde, endoderm hücreleri, kıkırdak ve nöron benzeri hücreler gibi çeşitli hücre tiplerine farklılaşabiliyordu. Ayrıca embriyonik kök hücreler fareye enjekte edildiklerinde çeşitli farklılaşmış hücre tiplerini içeren tümörler gelişiyordu. Sonuçta, çeşitli hücre tiplerine farklılaşma özelliğini koruyan embriyonik kök hücre dizilerinin, kültürde normal fare embriyolarından oluşturulabileceği anlaşılmış oldu.
Etki
Embriyonik kök hücre dizilerinin oluşturulması, fare genetiği ve gelişimi çalışmalarına büyük etkisi yanı sıra, çeşitli insan hastalıklarının tedavisi için yeni olanakların açılmasını sağlamıştır. Sonraki çalışmalar, embriyonik kök hücrelerinin, fare embriyosuna enjeksiyonunu takiben, normal fare gelişimine katıldığı gösterilmiştir. Gen transfer teknikleri kültüre edilmiş embriyonik kök hücrelere mutant genleri nakletmek ya da değiştirmek amacıyla kullanılabildikleri için, bu hücreler fare gelişimindeki çeşitli genlerin rollerini anlamak amacıyla kullanılabildi. İki grup araştırmacı 1980 yılında ilk insan embriyonik kök hücre hatlarını geliştirdiler. Bu hücrelerin çoğalma ve farklılaşma kapasitelerinden dolayı, çeşitli hastalıkların sağaltım yöntemlerinin gelişebileceği umudunu verdiler. Birçok teknik problem ve etik kaygıyı çözmek gerekmesine rağmen, embriyonik kök hücrelerin kullanımını temel alan transplantasyon tedavileri, Parkinson, Alzheimer, diyabet ve omurilik yaralanmaları gibi hastalıkların kesin tedavisi için en büyük umuttur.
Kaynak: Cooper G. M., Hausman R.E., (2006). Hücre- Moleküler Yaklaşım, 622-623.