Kök hücreler erken yaşamda ve büyüme sırasında birden fazla farklı hücre tipine dönüşebilir. Ayrıca, diğer hücreleri bölme ve bu nedenle yenileme yetenekleri nedeniyle birçok doku tipinde onarım sistemi olarak da işlev görebilirler. Kök hücre bölünmesi sırasında, bir hücre bir kök hücre olarak kalırken diğeri özel bir işleve sahip olma kapasitesi kazanır. Kök hücreler, diğer hücrelerden ayırt edilmelerini sağlayan iki temel özelliğe sahiptir.
Kök Hücreler
İlk olarak, uzmanlaşmamışlardır ve uzun bir süre sonra bile süresiz olarak çoğaltabilirler. Buna ek olarak, belirli koşullar altında bir organ veya dokuda özel bir fonksiyon kazanabilirler. Bağırsak ve kemik iliği, yıpranmış ve hasarlı dokuların yerini almak için düzenli olarak bölünen kök hücrelere sahiptir. Öte yandan, kalp ve pankreas sadece belirli koşullar altında bölünecek kök hücrelere sahiptir. Kök hücreler, daha iyi ilaçların araştırılmasına yardımcı olma ve dolayısıyla insan hastalıklarını tedavi etme konusunda büyük bir potansiyele sahiptir.
Araştırma ve Geliştirme
Kök hücre kavramı, önceki yıllarda çok ilgi çeken bir alandır. Kök hücrelerin kendileri, hastalığın patolojik temelini incelemek için yeni bir yol sağlamanın yanı sıra, hem ilaç araştırmaları hem de geliştirme için yeni bir yol sunmaktadır. Bu nedenle, bu, ilaç taraması, potansiyel yeni ilaçların etkinliğini test etme ve klinik deneyler için hasta popülasyonlarını tarama için yeni bir yol sağlamaktadır. İşlemde kök hücrelerin kullanılacağı işlem ilk olarak ilgilenilen bir hastalığı tanımlamak ve örnekler elde etmek olacaktır. Bu uyarılmış pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) üretilebilir ve genişletilebilir ve hastalıklarla da ilişkili farklı bileşenlere veya hücrelere farklılaşabilir.
Kök hücre araştırmaları ile ilişkili anahtar örnekler, ALS veya spinal müsküler distrofiye dahil olmaları nedeniyle motor nöronlardır. Hastalık mekanizmalarını araştıran ilk çalışmalar yapıldıktan sonra, ilaç keşfi için daha fazla tarama yapılabilir. Bundan bileşikler tanımlanabilir ve takip edilebilirken, bileşiklerin etkinliği ve güvenliği diğer hücre dizileri üzerindeki etkileriyle sorgulanabilir. Bu farklı hücre dizileri, kardiyomiyositler ve hepatositler gibi yan etkilerden etkilenenleri içerebilir. 
Bu aşamada tanımlanan kurşun bileşikleri hastadan türetilmiş hücreler üzerinde daha fazla test edilebilir. Hastadan türetilmiş hücreler kullanarak, bileşiklerin daha büyük bir hasta yüzdesinde daha etkili olup olamayacağını veya hatta yeni tanımlanan bu bileşiğe kimin en iyi tepki verebileceğini belirlemeye yardımcı olabilir. Çeviri perspektifinden bakıldığında, bu, klinik öncesi aşamalarda yüksek oranda sorgulanabildikleri için hastalara ve pazara yeni bir ilacın getirilmesiyle ilişkili maliyetlerin azaltılmasında oldukça faydalı olabilir. Bu katı klinik öncesi test, hedef popülasyonu daha dikkatli bir şekilde dikkate almanın yanı sıra güvenlik profillerinin geliştirilmesine de izin verir.
Hastalık Modellemesi
Hastalıkları modellerken hücrenin olgunluğunu dikkate almak önemlidir, çünkü bu hastalarda görülen hücre fenotiplerinden farklı olabilir. ALS ve SMA’nın her ikisi de motor nöron hastalığıdır, ancak farklı hücre alt popülasyonlarını etkilerler. ALS içinde, etkilenen innervating distal sinir hücreleridir. SMA’da proksimal kaslar etkilenir; her iki hastalıkta da görülen bazı motor nöronlar hiç etkilenmez. Bu nedenle, bu hastalıkları modelleme girişimlerinde, nöronların bu spesifik alt popülasyonlarını modellemeye çalışılmalıdır.
Motor nöronları üretmek için protokoller mevcutken, üretilen nöronlar belirli bir alt popülasyonu temsil etmez. Bu jenerik nöronların, morfojenlere ve transkripsiyon faktörleri gibi farklı uyaranlara maruz bırakılarak daha belirgin motor nöron nişlerine daha fazla ayrışmaları için uyarılabileceğini düşünmek mantıklıdır. Ayrıca, tipik olarak pluripotent kök hücrelerden farklılaşmış hücreler, embriyonik muadillerine benzer. Geç başlangıçlı hastalıklar modellenirken, üretilen hücreler hücrelerde sergilenen olgun fenotipleri için doğru olmayacağı için bu sorunlar ortaya çıkabilir.
Nörodejeneratif hastalıkların doğası gereği insanları etkilemek uzun yıllar alıyor ve in vivo olarak klinik olarak belirgin hale gelmesi birkaç ay sürüyor. Ayrıca nörodejeneratif hastalıklar sıklıkla düzensizdir ve çevresel işaretlerle başlatılır. Bu nedenle, bu kök hücreler konsantre ve sıklıkla uzun bir süre içinde bu uyaranlara veya ipuçlarına maruz kaldığında, bir hücre kültürü fenotipi içinde patolojik fenotipi hızlandırabilir. Bunun tipik bir örneği mitokondriyal fonksiyonu azaltabilen ve dolayısıyla hastalık fenotipini etkileyebilen hücresel pro-oksidanlar kullanmak olabilir.
Son olarak, nörodejeneratif hastalıklar, sunumlarında ağırlıklı olarak geç başlangıçlı ve sporadiktir. Tersine, farklı mutasyonların olduğu az sayıda vaka vardır. Bu varsayımdan hareketle, hastalığın genetik varyantlarını kullanarak ve benzer bir hastalık patolojisi üretmek için hücre kültürü koşullarını değiştirmeye çalışan bir in vitro fenotip kurulabilir.
Geleceğe Dönük Çalışma Planları
Kök hücreler, ilaç keşif araştırmalarını iyileştirmede ve temel biyoloji açısından çekici bir seçenek olan çok sayıda kaliteye sahiptir. Onların özellikleri hastalıkla ilgili birçok hücre geliştirmeye ve daha sonra olası yeni ilaç hedefleri belirlemeye fırsat tanır. Ayrıca, hastalık mekanizması hakkında daha iyi bir fikir edinilebilir. Bununla birlikte, kök hücre biyolojisi üzerine araştırma, hastalığı ve patolojisini daha iyi gösterecek spesifik bir niş yerine üretilen jenerik hücre tipi nedeniyle hala sınırlıdır. Bu nedenle, yeni bileşikler oluşturmak için spesifik hücre nişleri üretmek için daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.
Kaynakça:
https://doi.org/10.1016/j.stem.2009.11.009
https://www.technologynetworks.com/cell-science/articles/stem-cells-in-drug-discovery-286825
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu