“Hücre tedavisi”, hasar görmüş ya da işlevini yitirmiş olan hücre niteliklerinin sağlıklı hücreler ile giderilmesinin hedeflendiği bir tedavi yöntemidir. Uygun olan bir dokudan izole edilen hücreler, nitelikleri belirlendikten sonra uygun sayı ve kalitede hedef dokuya yollanır. Kilit nokta, bu sağlıklı hücrelerin nereden sağlanacağıdır. En iyi fikir, hastanın sağlam olan bölgesinden alınmış hücrelerin (otolog hücreler) vücut dışında işlem hazırlanan hücre kültürleri içinde çoğaltılıp hastaya uygulanmasıdır. İnsan bağışıklık sisteminin onu reddetmemesi çok büyük avantajdır. Fakat sıklıkla üretim için gerekenden çok az sayıda olan hücrenin alınması durumunda bile hastada doku kaybı olmaktadır. Özellikle yaşlı insanlarda bu yöntem pek kullanılmamaktadır. Hücrelerin başka insanlardan alındığı belli durumlarda ise bağışıklık sisteminin uygunluğuna büyük önem verilmektedir. Çoğu zaman hücre donörü bulmak da zor olmaktadır.

Bazı durumlarda değişik türlerden, mesela hayvandan hücre alınarak nakil yapılabilmektedir. Fakat bağışıklık sistemi tarafından ret yemenin yanı sıra, hayvanlarda rastlanan virüslerin bulaşma ihtimali de yüksektir. Yakın bir zamanda büyük önem kazanan diğer bir hücre kaynağı da “hücre hatları” (cell line)’dır. Farklılaşmaya uğradıklarında tümör oluşturma riskleri yüksek ve yine bağışıklık sistemi tarafından onaylanmayabiliyorlar. Kısaca, otolog hücreler dışındaki bütün hücreler için direnç sistemi reddi genel bir problemdir. Çözüm için başvurulan metodların başında ‘kapsülasyon’ işlemi geliyor. Canlı hücre ya da dokuların yarı geçirgen olan bir zar içinde kapsüle edilmesi ‘hapsedilme’ düşüncesi tarihte ilk 1978’de Lim tarafından ortaya atılmıştır. 1980 yılında ise Lim ile Sun tarafından pankreasta insülin üreten Langerhans B-adacık hücreleri, doğal polimer olan aljinatlar içerisinde kapsüllenmiş ve bu kapsüller denek hayvana enjekte edildiği zaman, diyabet durumun düzeldiği görülmüştür.Hücre kapsüllerinin üç ana türü bulunmaktadır: Akıllı cihazlar, Mikro-kapsüller ve Makro-kapsüller.

*Akıllı Cihazlar

Damar cihazları şeklinde de bahsi geçen bu cihaz tipinde hastanın kanı, plastik bir tüpe alınır. Vücut için gereken işlevleri sağlayacak olan hücreler ise kanla etkileşen kenarları gözenekli olan bir tüpte kapalı bölmeye yerleştirilir. Kan bu tüp içerisinde akımını sağlarken hücreler tarafından salgılanan maddeleri de kendisine katar ve hücrelere gereken oksijen ve besin maddeleri sağlar. Bu cihazın iç çapı 1 mm boyutundadır.

*Mikro-kapsüller
Hücreler ya da hücre toplulukları yarı geçirgen olan bir zar ile çevrili olurlar. Bu tarz sistemler hidrojellerden ya da aljinatdan yapılmaktadır. Canlı hücreler sodyumaljinat çözeltisi içinde dağıtılır. Daha sonra, karışım bir mikro-damla oluşturan cihaz içinden geçirilip yaklaşık 0.5 mm çapında mikro-kapsüller oluşturulur. Kalsiyum-klorür çözeltisi içine damlatılan bu karışım, çapraz bağ ile bağlanarak çözünmez bir yapıya kavuşur. Mikro-kapsüllerin geçirme özellikleri, mekanik dayanımları ve biyo uyumlulukları, polianyonlar ile kaplanıp istenilen değerlere getirilir. Enjekte edilebilir olan bu küresel yapıların üretimi hızlı ve kolaydır. Fakat kırılabilir oluşları ve istenmeyen bir durum ile karşı karşıya gelindiğinde vücut içerisinde bulunan yerlerinin saptanarak kolayca çıkarılamamaları olumsuzluklarıdır.

*Makro-kapsüller
Hücreler ya da hücre kümeleri çubuk, disk veya içi boş olan silindir (hollow-fiber) biçimindeki yapılara yerleştirilmektedir. Kapsülün iç tarafındaki hücrelere oksijen ya da besin maddesi taşınmasının güçlüğü en büyük dezavantajıdır. Makro-kapsüller ile akıllı cihazlar genelde akrilonitril-vinil-klorür ko-polimerinden hazırlanmaktadırlar.
Tüm bu kapsüllerin ortak özellikleri, yarı geçirimli olan bir zar bulundurmalarıdır. Bu zar, 10 nanometre çapında olan gözeneklere sahiptir. Böylelikle, direnç sistemi elementleri (antikorlar ve lenfositler) kapsül içerisine girememekte ve hücrelerin bağışıklık sistemince reddedilmesi de engellenmektedir. Fakat gözenekler hücreler için gerekli olan besin maddelerinin girişine ve ürünlerin dışarı çıkışına izin veriyor. Kapsül hazırlanırken kullanılacak polimer bileşimlerin vücut ortamında parçalanamaması ve hücrelerin özelliklerini kapsül içerisinde de sürdürmeleri yöntemin kritik noktalarıdır.

1994’de “kronik ağrı” şikâyeti ile hastaneye giden bir hasta, kapsüller ile tedavi yönteminde ilk denek oldu. Doktor, hastanın omurilik bölgesine küçük bir plastikten tüp yerleştirdi. Uçları kapalı halde olan bu tüp, 5 cm uzunluğunda ve dar kesitte olup, doğal ağrı kesicilerin salınmasına olanak sağlayacak buzağı hücreleri ile doluydu. İdeal olarak, ağrı kesiciler plastik üzerinde bulunan gözenekli yerlerden sızıp omurilikte bulunan sinir hücrelerine varacak ve böylece acı sinyalleri beyne gönderilecekti. Gözenekli yapı üzerinde bulunan delikler küçük moleküllü besin maddeleri ve oksijen gazının bu tüpe girmesine izin verecek, ama büyük moleküllerin ve direnç sistemi elemanlarının girişini engelleyecek bir boyuttaydı. Bu uygulama sadece bir başlangıçtı. Vücuda yerleştirilen hücre gruplarının ne kadar süre ile canlı kalacakları ve yapıda bulundurdukları analjezik maddeleri nasıl salacaklarını görme amacı ile yapılmıştır.

Sistemin çalışması şaşırtıcı oldu. Daha sonra, birçok hastada aynı başarı ile uygulandı. Bu çalışmadan 5 yıl sonra, benzer şekilde bir karaciğer destek sistemi hastalar için geliştirildi. Hücre kapsülleri ile uygulanan bu tedaviler immüno-izolasyon tedavisi ya da biyo-hibrid organlar ile tedavi şeklinde de isimlendirilmektedir. Kronik rahatsızlık ve karaciğer yetmezliği haricinde, şeker hastalığı, Parkinson, Huntington, hemofili, anemi ve bazı göz hastalıkları bu tedavinin uygulandığı alanlardır.

Tip I şeker hastalığı olan hastalarda pankreas insülin hormonu salgılamayı kesmekte ve insülin, kandaki şekeri normal bir düzeyde tutan bir hormon olduğu için yapılan günlük insülin enjeksiyonları hayatlarını devam ettirmelerini sağlıyor. Fakat bir yandan da, pankreas organı saldığı normal insülinden farklı bir durum yaratıyor. Uzun yıllar geçince, bu hastalarda körlük ya da böbrek yetmezliği gibi rahatsızlıklar ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple, hücre kapsüllerinin şeker hastalığını tedavide kullanılması çok önemlidir. Fakat bu uygulama zorluklar içerir. Çünkü, bu tedavi yöntemi için ortalama 2 milyon beta hücresinin kullanılması gereklidir. Bu rakam şu ana kadar yapılan çalışmalarda kullanılabilen miktarın yaklaşık 1000 katıdır. Çözüm, genetik mühendisliği yaklaşımları ile hızla çoğalan, glikoza duyarlı, insülin salabilen hücre gruplarının üretimi olarak gözükmektedir.

Bu konuda yapılmakta olan çalışmaların, önümüzde yıllarda meyvesini vermesi bekleniyor. Hücre kapsüllerinin sadece vücuda yerleştirilerek, yani bir takım implant biçiminde kullanımı şart değildir. Örneğin, karaciğer-destek yapıları vücut dışında da çalışmaktadır. Bu sistemin temel amacı, trans-plantasyon zamanı gelene kadar karaciğer-yetmezliği yaşayan hastaya hayat şansı vermektir. Bu makine, hastanın vücut kanını dışa alarak plazmayı yani bir aktif karbon kolonuna yollamaktadır. Bu kolon, kanda bulunan zehirli maddeleri kandan ayırıyor. Kolon bitiminde bir oksijenlendirme ünitesi vardır. Cihaz kapsül kısmında ise domuzdan alınan hastalıklı olmayan karaciğer hücreleri ile doldurulmuştur. Plazmadan hücrelere geçen toksin yapılar zehirsiz hale getirilerek temizlenmiş olan plazma hastaya geri veriliyor.

Kaynakça:
Polymer science for macroencapsulation of cells for central
nervous system transplantation Frank T. Gentile *, Edward J. Doherty, David H. Rein, Molly S. Shoichet, Shelley R. Winn
J. Brauker, Proc. ACS Polymer Science and Engineering Biomaterials for the 21st Century Meeting, Palm
Springs, CA, 1992.

Yazar: Taner Tunç

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here