Şeker hastaları için yeni bir umut: Yağ hücrelerinden insülin üreten beta Hücreleri üretildi

Şeker hastalığı dünyada en yaygın görülen 10 hastalıktan biridir. Uluslararası Diyabet Federasyonu(IDF) 6. Diyabet Atlasının verilerine göre dünyada her 11 yetişkinden 1’i diyabet hastası. Yine aynı kaynağın verileri dünyada 415 milyon diyabet hastası olduğunu gösteriyor. (Kaynağa buradan ulaşabilirsiniz)

Türkiye'deki durum da aşağı yukarı dünyadaki ortalamaya yakın. Sağlık Bakanlığının Hanehalkı Araştırmalarında beyana dayalı olarak yaptığı istatistiklerde, 7 milyonun üzerinde diyabet hastası olduğunu gösteriyor. (Gerçek sayı çok daha fazla olabilir !!!)

Bu kısa istatistiksel verilerin ardından diyabet hakkında birkaç temel bilgi daha verdikten sonra Nature Communications dergisi'nin 11 Nisan 2016 tarihli sayısında yayınlanan ve şeker hastalığının tedavisinde büyük umut vadeden araştırmaya geçelim.

Diyabet Nedir

Diyabet, kalıtsal ve çevresel etkenlerin birleşimi ile meydana gelen ve etkisini kanda glukoz seviyesinin aşırı yükselmesi ile gösteren metabolik bir hastalıktır. Sağlıklı kişilerede kandaki şeker seviyesi pankreasta bulunan Beta- Hücreleri tarafından üretilen insülin hormonuyla düzenlenirken, diyabet hastalarında mekanizmanın düzenli çalışmaması kandaki şeker seviyesinin yükselmesine neden olur.

Tip 1 diyabet ve Tip 2 diyabet olmak üzere iki farklı temel diyabet tipi vardır

• Tip 1 diyabet:  Otoimmün bir hastalıktır. Bağışıklık sisteminde görev yapan bazı özel hücreler(antikorlar) pankreasta bulunan Beta- Hücrelerine saldırarak onların iltihaplanmasına ve yok olmasına sebep olur.
• Tip 2 diyabet: Çeşitli nedenlerden kaynaklanabilir. Genellikle ya Beta- Hücrelerinin faaliyeti sınırlı olduğu, ya da insülin reseptörlerinin insülin hormonuna karşı zayıf tepki vermesinden kaynaklanır.

Dünyada çapında milyonlarca Tip 1 diyabet hastası her gün birkaç kez insülin iğnesi yaparak kan şekerini düşürmeye çalışıyor. Type 2 diyabet hastalarında durum biraz daha hafif olmakla birlikte hastalığın ilerleyen safhalarında Tip 2 diyabet hastaları da tıpkı Tip 1 diyabet hastaları gibi dışarıdan insülin enjekte etmek zorunda kalıyorlar.

Şeker hastaları için yeni bir umut

Diyabet hastalarının dışarıdan insülin almak zorunda kalmadan normal bir yaşam sürdürebilmeleri konusunda yapılan bilimsel çalışmalar hızla devam ediyor. Bu konuda İsviçre'nin Zürih kentinde bulunan Federal Teknoloji Enstitüsü(ETHZ) şimdi hedefe bir adım daha yaklaştı. ETHZ li araştırmacıların kök hücre ve gen teknolojisini birlikte kullanarak elde ettiği Beta- Hücreleri diyabet hastalarının gelecekte insülin iğnesine bağımlı olmadan sağlıklı bir yaşam sürdürebileceği umutlarını güçlendiriyor.

Yağ-kök hücreleri, insülin üreten Beta-Hücrelerine dönüştürüldü

ETHZ den Profesor Martin Fussenegger ve ekibi 50 yaşındaki bir kişiden önce yağ hücreleri aldılar, sonra alınan yağ hücrelerinden kök hücrelerini izole ettiler. Ardından izole edilen kök hücrelerin genetik programını değiştirerek insülin üreten Beta- Hücrelerine dönüştürdüler(Yeni teknikle elde edilen Beta- Hücreleri fonksiyonel olup tıpkı pankreas hücreleri gibi glikozun bulunduğu ortamda insülin üretme yeteneğine sahipler.)

 Dönüşüm, yeniden programlama ile gerçekleşti

Kök hücreyi başka bir hücreye dönüştürmek için şimdiye kadar kullanılan tekniklerde çeşitli kimyasallar ve proteinler kullanılıyordu. Kullanılan bu klasik yöntemin başarı şansı hem düşük, hem de kök hücre transfer edilen kişinin bağışıklık sisteminin yeni hücreyi reddetmemesi için bağışıklık sistemini baskılayıcı ilaçlar kullanmak gerekiyordu.

Professor Martin Fussenegger, Yağ-Kök Hücrelerinin programını değiştirebilmek için çok karmaşık bir yol izlendi. İzlenen yolun karmaşıklığı, kök hücrelerine farklı zamanlarda, belirli proteinlerin, belirli miktarlarda verilmesinin zorunlu olmasından kaynaklanıyordu...

Dönüşüm için Ngn3, Pdx1 ve MafA adında üç önemli Büyüme Faktörü* kullanıldı.

Yağ-Kök-Hücrelerinin olgunlaşması, gelişmesi ve Beta- Hücrelerine dönüşmesi yaklaşık 11 günlük bir sürede gerçekleşiti ve yöntem kısaca şöyle uygulandı. 

• Önce vericiden yağ hücresi alındı ve yağ hücrelerinden kök hücreler izole edildi ve ardından kök hücrelerin genetik programı değiştirildi.

Olgunlaşma ve dönüşüm evresi

• Olgunlaşmanın başlangıcında MafA bulunmuyor, ancak 4. günde ortama bir miktar MafA verildi.
• Pdx1miktarı başlangıçta en yüksek seviyedeyken, 4. günde miktar biraz azaltıldı. 11 günde ise en yüksek seviyeye çıkarıldı.
• Ngn3, başlangıçta ortama hiç katılmazken, 4. günde en yüksek seviyeye, 11. günde ise en düşük seviyeye indirildi.

Konu ile ilgili yapılan açıklamada, üretilen yeni Beta- Hücrelerinin orjinallerine hem şekil hem de renk olarak çok benzediği ama orjinal Beta- Hücreleri kadar fazla miktarda insülin üretmediği, ilerleyen zamanda kullanılan tekniğin daha optimal hale getirilerek insülin üretiminin yükseltilebileceği belirtiliyor.

Otolog hücrelerin implantasyonu (Kendi kök hücrelerinin, kendisine verilme işlemi)

Yukarıda kısaca belirtildiği gibi Beta- Hücrelerinin nakli daha önce de yapıldı, ancak yabancı kişiden alınan Beta- Hücreleri alıcının bağışıklık sistemi ile uyum sağlamadığı için transplantasyon sonrası alıcının bağışıklık sisteminin sürekli ilaçlarla bastırılması gerekiyor. Tabii bu da diğer sağlık sorunlarının ortaya çıkmasına sebep oluyor. ETHZ araştırmacıların geliştirdiği bu teknik sayesinde transplantasyon sonrası oluşacak bağışıklık sistemi problemleri ortadan kalkacak.

Sonuç

Şimdilik bu teknikle elde edilen Beta- Hücreleri kişinin bizzat kendisine inplante edilmedi. Klinik deneylerin bitmesinin ardından gerekli izinler alındıktan sonra uygulamaya geçilecek. Eğer uygulama başarıya ulaşırsa diyabet tedavisinde yepyeni bir sayfa açılacak ve hastalar dışarıdan insülin almaya gerek kalmadan normal bir yaşantı sürdürebilecekler.

Büyüme faktörü*: Hücresel büyüme, çoğalma ve hücrelerin çeşitli organlara göre farklılaşmasında uyarıcı yeteneği olan proteinlerdir. Büyüme faktörleri çeşitli hücresel süreçlerin düzenlenmesinde de önemli rol oynarlar.

-----------------------------------------------------

Aşağıdaki linklerden diyabet ile ilgili diğer yazılara ulaşabilirsiniz.

• Öksürük Şurubunun diyabete olumlu etkisi
• Yapay tatlandırıcıların diyabeti de tetikleyen yan etkileri
• Şeker hastaları için yeni bir umut: Mide hücrelerinden insülin üretildi
• Diyabet 2 hastalarına umut : „İnsülin Direncinin“ sebebi bulundu.

Mehmet Saltürk

++++++++++++++++++++++++++

Dipl. Biologe Mehmet Saltuerk

Institute for Genetics

University of Cologne

++++++++++++++++++++++++++

Kaynak

A programmable synthetic lineage-control network that differentiates human IPSCs into glucose-sensitive insulin-secreting beta-like cells

Nature Communications 7, Article number: 11247 doi:10.1038/ncomms11247 Received 20 December 2015 Accepted 04 March 2016 Published 11 April 2016 

Bu blogdaki makaleler bir başka yayın organında kaynak gösterilmeden yayınlanamaz, çoğaltılamaz ve kullanılamaz.