Kök hücresi üretmek bu kadar basit (mi acaba?)

Vücudumuzdaki çeşit çeşit hücrenin her biri uzmanlaşmıştır: Her birinin kendi görevine göre şekli, iç yapısı ve içeriği bulunur. Ama bunların hepsi, daha ana karnındayken, kök hücresi denen henüz uzmanlaşmamış hücrelerden gelir. Bir kişinin uzmanlaşmış hücrelerini kök hücrelerine geri dönüştürebilsek, bunlarla belki birçok hastalığını tedavi edebileceğiz. Bu yolun henüz başındayız, ama yeni gelişmeler -doğru çıkarsa- umut verici.

Geçen aylarda Japon araştırmacı Haruko Obokata’yı üne kavuşturan araştırma da bunlardan biri: Anlattığına göre bir gün banyodayken bu fikir aklına gelmiş. “Meselâ bir havucu kestiğimizde bazı özelleşmiş hücreler kök hücresine dönüşebiliyor, ya hayvanlarda da böyle bir dönüşüm gerçekleşebiliyorsa?” diye düşünüp işe koyulmuş.

Laboratuvarda fare akyuvarlarını çeşitli fiziksel uyarıcı unsurlara maruz bırakmış. Hücreleri sıkıştırınca veya aç bırakınca bir sonuç elde edememiş. Ama onları kısa süreliğine (yalnızca 30 dakikalığına) asit özellikli (pH 5,4-5,8) bir çözeltiye koyunca (Şekil 1), hücrelerin bir kısmı 7 gün boyunca yavaş yavaş kök hücrelerine dönüşmüş.

Diyeceksiniz ki bunu nasıl anlamış? DNA’da öyle birkaç gen var ki yalnızca kök hücrelerince kullanılıyor. Daha önce anlattığım yöntemlerle elindeki akyuvarları, bu genlerden biri olan Oct4 kullanıldığında yeşil yeşil parlayacak  şekilde ayarlamış. Aşağıdaki görüntülerdeki gibi yeşilleşen hücreler, büyük ihtimalle kök hücresine dönüşmüş olmalı:

Ayrıca öyle proteinler de var ki yalnızca akyuvarlarda bulunuyor, kök hücrelerinde bulunmuyor. Yukarıda gördüğünüz yeşilleşen hücreler, bir yandan da bu proteinleri kaybetmişler. Yani kök hücre özelliği kazanırken akyuvar özelliklerini de kaybediyorlarmış. Obokata, bu yeni hücrelere “STAP hücreleri” adını vermiş.

Ama bu kadar basit bir müdahale ile kök hücresi elde edilebileceğine hemen inandıramamış çevresindekileri. Şöyle diyor Obokata: “Bana neden kimsenin inanmadığını, henüz çaylak olduğumdan anlayamadım. Ayrıca ne gibi verilerin başkalarını ikna edeceğini de bilmiyordum. Bu yüzden başka hücrelerle katiyen elde edilemeyecek veriler elde etmeye giriştim. Bu, ilk deneyden itibaren neredeyse 5 yılımı aldı.”

Bu deneylerin bir kısmı yalıtılmış hücrelerde değil, deney farelerinde yapılmış. Obokata, hayatın çok çok erken, henüz uzmanlaşmış hücrelerin oluşmadığı bir safhasındaki hücrelerin arasına kendi ürettiği STAP hücrelerini katmış. Böylece iki ayrı genetik kökenden hücreleri olan bir “kimera” meydana getirmiş. Kimera sağlıklı gelişmiş. Aşağıda ana karnından böyle bir kimera görüyorsunuz:

Kimeralar incelendiğinde ana karnındaki embriyonun her dokusunda, hattâ (embriyoyu anaya bağlayan organ olan) plasentada bile STAP kökenli hücreye rastlanmış. Plasentada rastlanması çok ilginç, çünkü ne embriyolardan doğrudan alınan kök hücreleri, ne de Şinya Yamanaka’nın 2006’da bulduğu kök hücre üretme yöntemiyle plasenta hücreleri üretilebiliyor. Yani STAP hücreleri, daha çok hücre türünü üretebiliyor gibi görünüyor.

Tepkiler

Obokata kendi yöntemini çok kolay olarak gösterdiyse de bunun başkalarınca tekrarlanmasında sorunlar çıktı. Obokata’nın işbirliği yaptığı araştırmacı Teruhiko Vakayama, bu yöntemi biraz zorlanarak da olsa başarıyla uyguladığını söylüyor, ancak Nature dergisinin ulaştığı önde gelen 10 kök hücre araştırmacısı henüz aynı başarıyı elde edememiş. Bunun tekrarlanabilmesi yöntemin yaygınlaşması için de Obokata’nın bilimsel kariyeri için de kritik öneme sahip.

Makalelerle ilgili sorunlar bu kadarla kalmadı. Daha önce bahsettiğimiz, bilim insanlarının makeleleri anonim olarak tartıştığı PubPeer sitesinde Obokata’nın makalesinde kullandığı görüntüler didik didik edildi. Meselâ bazı görüntülere müdahale edildiği, farklı deneyleri gösterdiği belirtilen görüntülerin şaşırtıcı derecede birbirine benzediği iddia edildi.

Şimdi bilim dünyası bir yandan Obokata ve Vakayama’nın eleştirilere cevaplarını bekliyor, bir yandan da bulguları tekrarlamaya çalışıyor: Bu yeni yöntem belki ilk başta bahsedildiği kadar kolay olmayacak Ama hem yeni bilimsel araştırmaları hem de kök hücrelerine dayalı tedavileri mümkün kılabileceğinden birçok araştırmacı bunun gerçek olmasını umuyor.

Bir yandan da bizler bir bilimsel tartışmayı canlı yayında seyretmenin tadını çıkarıyoruz.

 Kaynaklar

• H. Obokata vd., 2014. Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency. Nature 505:641.
• H. Obokata vd., 2014. Bidirectional developmental potential in reprogrammed cells with acquired pluripotency. Nature 505:676.
• A. Smith, 2014. Potency unchained. Nature 505:622.
• Nature Podcast, 30 Ocak 2014
• D. Cyranoski, 2014. Acid-bath stem-cell study under investigation. Nature News