Rejeneratif tıp Doğum kusurlarına ek olarak, yaşlanma, hastalık veya travma nedeniyle hasar görmüş doku ve organları iyileştirme veya yeni doku veya organ nakli yapma yeteneğine sahiptir. Cilt yaralanmaları, kalp hastalıkları, travma gibi çeşitli doku ve organların yenilenmesi, çeşitli kanser türlerinin tedavisi alanında umut verici preklinik ve klinik çalışmalar mevcuttur. Donörlerin azlığı ve bağışıklık sisteminin gelişmiş yanıtı, tüm organ ve doku nakli için mevcut tedavilerin uygulanmasının önünde ciddi engellerdir. Rejeneratif tıp stratejilerinin kullanılması bu engellerin üstesinden gelebilir.
Rejeneratif tıp alanı, işlevsel ve yapısal olarak yaşayabilir doku oluşturmak için farklı malzeme ve hücre kombinasyonları kullanır. Yetişkin insanların vücutlarını yenileme yeteneği, daha ilkel omurgalılara kıyasla sınırlı olsa da, vücudun doğal yenilenme tepkisi de yenilenmeyi başlatabilir. Yirmi yıl önce doku mühendisliği ve rejeneratif tıbbın bir endüstri olarak ortaya çıkmasından bu yana, birçok tedavi yöntemi Gıda ve İlaç İdaresi tarafından onaylanmıştır ve ticari olarak temin edilebilir. Yeni dokuların yapısına ve işlevine katkıda bulunmak için terapötik hücrelerin vücuda sokulması, rejeneratif tıbbın ilkelerinden biridir. Tedavide kullanılan hücreler otolog veya allojeniktir. Örneğin, ortopedide uygulanan ve Gıda ve İlaç Dairesi tarafından onaylanan ilk biyolojik tedavi olan Carticel, eklemlerdeki kıkırdaklara zarar vermek için otolog kondrositler kullanır. Bu yöntemde otolog hücreler; Hastanın kıkırdağından alınır, laboratuvarda çoğaltılır ve hücreler hasarlı bölgeye yerleştirilir. Başka bir örnek, otolog fibroblastların deriye enjekte edildiği laViv adı verilen bir yöntemdir. Epicel’de ise ciddi yanıklarda otolog keratinositler kullanılmaktadır. Ayrıca kan kök hücreleri elde etmek için kordon kanı hücrelerinde toplanır.
Kullanılan malzemeler rejeneratif tıp için de önemlidir. Çünkü bu malzemeler; Dokularda hücreler arası ortam görevi gören, doku yapısına ve işlevine katkıda bulunan ve yerel olarak büyüme faktörleri sağlayan hücre dışı matrisi (ECM) taklit eder. örnek; Doku boyunca hücre çoğalmasını desteklemek için kıkırdak onarımında üç boyutlu polimer yapılar kullanılır. Büyüme faktörleriyle birlikte doku prebiyotiklerinin uygulanması da doku yenilenmesini teşvik eder. Trombosit türevli büyüme faktörünün (Regnarex) uygulanması yara iyileşmesini hızlandırdı ve kemik oluşturucu proteinler 2 ve 7’nin uygulanması kemik onarımını destekledi. Ancak günümüzde kullanılan materyallerden büyüme faktörü salınımı miktar ve zaman açısından tam olarak kontrol edilemediğinden bazı komplikasyonlar ortaya çıkabilmektedir.
Rejeneratif tıp ürünlerinin etkinliği Gıda ve İlaç İdaresi tarafından onaylanmıştır. Bu ürünler iyileşme ve yenilenme için faydalı olsa da hastalıkları ve yaralanmaları tamamen iyileştirme gücüne sahip değildir. Yeni ürünlerin pazara sunulmasının zaman alıcı bir süreç olması ve yatırım için FDA onayının gerekli olması bu durumu zorlaştırmaktadır. Yeni bir ilaç veya biyoaktif maddenin piyasaya girmesinden önce çok sayıda klinik ve laboratuvar testi yapılması gerekmektedir. Bu ürünlerin ortalama maliyeti ilaç başına 802 milyon dolar ile 2,6 milyar dolar arasında değişiyor. buna karşı; Tıbbi cihazlar ve biyomalzemeler gibi hücresiz ürünler, geliştirilmelerinden 3-7 yıl sonra pazara giriyor.
Tedaviler klinik öncesi ve klinik test aşamasındadır
Bu noktada tedaviler üçe ayrılır: 1) 3 boyutlu biyoyazıcılar kullanılarak bir organ veya dokunun yeniden oluşturulması (bu konuda daha fazla bilgi için), 2) organın bir alıcıya nakledilmesi, alıcının damar ve sinir sistemlerine bağlanması ve 3) manipüle edilmesi. hücre transferi veya bağışıklık sistemi, ECM’nin bir terapötik yanıtı uyarmasını sağlamaktır. Ayrıca bu kategorilere yeni keşfedilen hücre kaynaklarından yararlanma da eklenmiştir.
Doku ve organların rekonstrüksiyonu
Doku ve organların yapısı, işlevleri ile yakından ilgili olduğu için ilk aşamada etkili bir mimarinin oluşturulması gerekmektedir. stratejilerden biri; Organ nakli yapılmadan önce organdaki hücrelerin ayrılması ve hücrelerin organa geri verilmesi gerekir. Hücre farklılaşması sırasında, bağışıklık sisteminin hücreleri ve molekülleri dökülür ve organın yapısı ve materyalleri korunur. Bu yaklaşım biyoreaktörlerle uygulanır ve akciğer, böbrek, karaciğer, pankreas ve kalp hastalıklarının hayvan modellerinde kullanılır. Yeniden eklenmeyen hücresiz doku, tıbbi bir araç olarak piyasaya giriyor ve hastalarda kas hasarını onarmak için kullanılıyor. Bu başarılara rağmen, yöntemde bazı zorluklar vardır. Doku veya organın mekanik özellikleri, hücre ayırma işleminden etkilenebilir, ECM’deki terapötik sinyal molekülleri kaybolabilir ve doku veya organın yapısı nakil öncesinde bozulabilir. Günümüzde bu aşamaların optimize edilmesi için çalışmalar yapılmaktadır.
Hedef dokunun yapısal özelliklerini gösterirken benzer malzemeden üç boyutlu yapay yapılar oluşturulabilir. Bu üç boyutlu yapılar; Saflaştırılmış ECM bileşenleri veya alg türevi aljinat gibi doğal malzemeler. Kullanılan sentetik malzemeler; Poli(laktit-koglikolit) ve poli(etilen glikol). Buna ek olarak; Hidrojeller de çoğunlukla sudan oluşmaları ve bu özelliği ile doğal dokulara benzemelerinden dolayı sıklıkla kullanılmaktadır. Bu biyopolimerler vücutta parçalanmak üzere tasarlanmıştır. Polimerlerin üzerindeki hücreler çoğalıp yüzeylerini kaplarken, polimer yavaş yavaş parçalanır ve hücreler polimerin yerini alır. örnek; Yapay kan damarları (TEVG’ler), pediatrik ve yetişkin hastalarda konjenital kalp hastalığını tedavi etmek için klinik çalışmalarda kullanılmıştır. Vücutta hidrolize olabilen ve üzerinde hücrelerin büyüdüğü (Humacyte) böbrek ve kan damarı hasarına ilişkin klinik bir deney de yapılmıştır. Bazı durumlarda, polimerin mekanik özellikleri tek başına terapötik bir etki üretebilir. örnek; Kardiyak yaralanmalara (Algicyl) aljinat hidrojel enjeksiyonları için klinik deneyler devam etmektedir. Poliglikolidler ve kollajen gibi farklı materyallerin üzerindeki hücrelerle birleşmesi de mesanesi yeniden yapılan hastalarda polimerin performansını artırdı.
Nakledilen dokularda anjiyogenez ve sinir ağı
Hücre içeren implantların başarılı bir şekilde çalışması için vücudun damar sistemine bağlı olmaları gerekir. Vücudun hücrelerinin çoğu, en yakın damardan maksimum 100 mikrometrelik bir mesafe içinde bulunur. Bu mesafe, madde alışverişini ve kan dolaşımından oksijenin emilmesini sağlar. Vasküler büyüme faktörleri, nakledilen dokuda anjiyogenezi sağlamak için vücutta kullanılabilir. VEGF, Ang, PDGF ve bFGF gibi çeşitli büyüme faktörleri anjiyogenez ile ilişkilidir. Ancak bu ajanların vücut ortamındaki yarı ömürlerinin kısa olması nedeniyle uygun bir veriliş şekli olmaksızın uygulanmaları etkili sonuçlar vermeyecektir. Bu ajanların sürekli olarak dokulara verilmesi etkili bir yöntem olabilir.
Başka bir yaklaşım, transplantasyondan önce dokuyu hassaslaştırmaktır. Endotel hücreleri ve öncülleri polimere aktarıldıklarında bireysel olarak organize olabilirler. Transplantasyondan önce endotel hücreleri, dokuya özgü hücrelerle başarılı bir şekilde birleşerek anjiyogenez sağlar ve dokuya özgü bir işlev gerçekleştirir.
Sinir iskeletinin oluşumu, iskelet dokuları gibi motor kontrolün düzgün çalışması ve deri gibi duyu organları için özellikle önemlidir. Bu işlem büyüme faktörleri ile gerçekleştirilebilir. Kanalları ECM ve büyüme faktörleri ile yüklü olan hidrojeller, yaralanma sonrası sinirleri yenilemek için kullanılmıştır. Anjiyogenez ve sinir gelişiminin spesifik sinyal yollarından ortaklaşa etkilendiği bilinmektedir ve bu bağlantı VEGF’nin biyostimülanlardan kontrollü salınımı ile sağlanmaktadır.
Hücrelerin etrafındaki ortamı değiştirmek
Aktarılan hücreler, vücuttaki diğer hücrelerle etkileşime girerek ve büyüme faktörlerini salgılayarak bir iyileşme tepkisi başlatabilir. örnek; Felçli bir hastada insan göbek kordonu kan hücrelerinin kullanılması bölgenin vaskülarizasyonunu arttırmış ve anjiyogenez nöroblastların bölgeye göçünü sağlayarak iyileşmeyi sağlamıştır. Aynı şekilde transfer edilen makrofajlar karaciğerdeki hücreleri aktive ederek onarımı başlatır. Bazı durumlarda, nakledilen hücreler enfeksiyondan önce kültür ortamını normale döndürür. örnek; Nadir görülen bir genetik deri hastalığı olan epidermolizis bülloza (EB), tip 7 kolajenin birikmesiyle ilişkili bir hastalıktır.Cilde allojenik fibroblastlar (başka bir kişinin cilt hücreleri) enjekte edilerek, tip 7 kolajen desteklenir ve şekil düzelir. Bazı durumlarda, transfekte edilmiş hücreler, hücrelerin hedef dokulara dağıtımını hızlandıran hedef antikor veya peptit için kapsüllenir. Ek olarak, hücreler, hedeflenen büyüme faktörlerini sentezlemek için genetik olarak manipüle edilebilir.
Rejeneratif tıbbın amacı, transplantasyon sonrası immün sistem yanıtını azaltmak olsa da, immün sistem doku rejenerasyonunda önemli bir rol oynar. Bağışıklık sisteminin şiddetli reaksiyonları, doku reddidir ve allojenik implantların implantasyonuna ciddi bir engel teşkil eder. Bu durumda bağışıklık sistemi, T hücreleri ve dendritik hücreler aracılığıyla manipüle edilebilir. Ayrıca biyosentetik malzemelerin özelliklerinin değiştirilmesi de bağışıklık sistemi tepkisini azaltır. örnek; Malzemelerin hidrofobikliğinin (hidrofobiklik özelliği) azaltılmasının bu konuda işe yaradığı gözlemlenmiştir. Sitokinleri serbest bırakmak için bağışıklık sisteminin hücrelerini manipüle etmek, nöronal rejenerasyonu ve gelişimi arttırır.
Yeni hücre kaynakları
Çoğu rejeneratif tıp stratejisi, başarılı olmak için yeterli terapötik hücre gerektirir. Bu nedenle yetişkin dokularından büyük miktarlarda kök hücre elde etmek için çalışmalar yapılmıştır.
Embriyonik kök hücreler (ES) ve indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC’ler), rejenerasyon için sınırsız bir hücre kaynağı sağlar ve bu hücrelerin klinik kullanımı üzerinde çalışılmaktadır. ES’ler, blastositik aşamadaki hücrelerden türetilir ve multipotenttir. Multipotent hücreler, bir organizmadaki tüm hücre türlerine farklılaşma yeteneğine sahiptir. Öte yandan, iPS hücreleri, hastanın cildinden alınan hücreye pluripotent özellikler kazandırmak için genetik olarak manipüle edilerek elde edilir. iPS hücreleri hastaya nakledildiğinde hastanın kendi hücresi olduğundan, bir bağışıklık sistemi yanıtı oluşmaz. Bu özelliği ile ES’ye göre daha kullanışlıdır.
Klinik uygulamalarda, iPSC’ler in vitro olarak hedef doku hücrelerine farklılaştırılır ve biyomalzemeler kullanılarak hastaya aktarılır. örnek; Kalp hastalıklarının tedavisinde iPSC’ler ve kalp hücrelerine dönüştürülmüş hidrojeller kullanılmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır.
Rejeneratif tıp alanında geliştirilen tedavi yöntemleri gelecek için umut vericidir. Bu tedavi yöntemlerini hayata geçirebilmek için; Kök hücrelerin nakil sonrası kontrolü ele alma yetenekleri ve bağışıklık sistemi yanıtının bu konuda nasıl bir rol oynadığı konusunda daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Ayrıca hastanın yaşı, hastalık şiddeti ve hastanın mikrobiyomu (vücuttaki tüm mikroorganizmalar) yenilenme kabiliyetinde önemli rol oynar. Buna rağmen son yıllarda 3 boyutlu insan dokularının in vitro geliştirilmesine yönelik çalışmalar ve 3 boyutlu dokular üzerinde preklinik testler yapılması, yöntemlerin klinikte uygulanma sürecini hızlandıracaktır.
Kaynak:
para içinde anne. Rejeneratif tıp: mevcut tedaviler ve gelecekteki yönler. PNAS, 24 Kasım 2015, Cilt. 112, hayır. 47
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]