Prof. Dr. N. Reha Tandoğan - Op. Dr. Asım Kayaalp

Kök hücre ne demektir?

Kök hücreler, insanlarda bütün dokulardaki damarların çevresinde yerleşmiş ata hücrelerdir. Doku hasarı meydana geldiğinde bu hücreler aktif hale gelirler, bir taraftan dokunun tamiri için gerekli büyüme faktörlerini salgılarken, diğer taraftan iyileşme için gerek duyulan kas, kemik, eklem kıkırdağı ve yağ gibi farklı dokulara dönüşebilirler (Resim 1). Vücudun iyileşme ve tamir cevabının bir parçası olarak görev yaparlar. Kök hücrelerin hastalıkların tedavisi konusunda kullanımı üzerinde son yıllarda birçok gelişmeler ortaya çıkmıştır.


İki ana tip kök hücre vardır. Ceninlerden elde edilen kök hücreler, yüksek dönüşüm potansiyeline sahiptirler ancak etik ve güvenlik sorunlar nedeniyle günümüzde kullanımları çok kısıtlıdır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan erişkin kök hücreler ise, dönüşüm yetenekleri daha az olmasına rağmen kolay elde edilmeleri ve vücuda uyum sorunu olmaması nedenleriyle yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Kök hücreler hangi hastalıkların tedavisinde kullanılırlar?

Kas iskelet sistemi yaralanmalarında birçok deneysel çalışma yapılmış olmasına rağmen, günümüzde kök hücrelerin en önemli kullanım alanı hasar görmüş eklem kıkırdağının yenilenmesi ve erken ve orta dereceli eklem kireçlenmeleridir (osteoartrit). Bunun yanında kas ve kirişlerin yaralanmaları ve dejeneratif hastalıklarında, kemik beslenme bozukluklarında ve kırıkların kaynama gecikmelerinde de kullanılırlar. Kök hücreler, kişinin genetik yapısında herhangi bir değişiklik yapmazlar ve gen tedavisi olarak kabul edilmezler.

Kök hücreler nasıl elde edilir?

Vücutta birçok dokuda olmalarına rağmen kas iskelet hastalıklarının tedavisinde kullanılan kök hücreler en sık kemik iliği veya karın yağlarından elde edilirler. Bunun dışında kas dokusu ve dizi döşeyen sinovyal zar gibi dokulardan da kök hücreler elde edilmiştir. Bu dokularda kabaca her yüz bin hücreden bir tanesi kök hücre olduğu için, etkili olabilmeleri için bu hücrelerin çoğaltılmaları ya da konsantre edilmeleri gerekir. Alınan doku örneği, doku mühendisliği laboratuvarlarda hücre kültüründe üretilerek kök hücreler çoğaltılabilir veya özel santrifüj sistemleri kullanılarak kök hücreler konsantre edilebilir (Resim 2). Hücre kültürü iki aşamalı bir işlemdir ve önce dokunun alınıp hücrelerin üretilmesi bunu takiben ikinci bir işlemle hastalıklı dokuya nakledilmesini gerektirir. Hücre kültürü işlemlerinin, hastalık taşınmasını engellemek ve istenmeyen hücrelerin nakledilmesini önlemek için yüksek standartlara sahip özel laboratuvar koşullarında yapılması gereklidir. Kültürde üretilen kök hücreler ayrıca özel yasal izinler gerektirirler. Buna karşın santrifüj ile elde edilen konsantre kök hücreler hemen uygulanabilir ve özel tasarlanmış laboratuvar ortamları gerektirmez. Hastanın kendi hücreleri üzerinde bir değişim yapılmadığı izin uzun yasal işlemlere gerek olmadan hazırlandıktan hemen sonra uygulanabilirler.

Kemik İliği Kaynaklı Kök Hücre Konsantresi Hazırlanması

Kemik iliği kaynaklı kök hücre konsantresi (Bone Marrow Aspirate Concentrate, BMAC) uygulanması için steril ameliyathane şartları ve anestezi (bölgesel ya da genel) gerekli olur. En sık kullanılan kök hücre kaynağı leğen kemiğidir. Bazı durumlarda bacak kemikleri de kullanılabilir. Steril hazırlık, örtülme ve anestezi sonrası trokar adı verilen 3-4 mm çapında kanüller kemik iliğine yerleştirilir ve farklı bölgelerden 60 cc kemik iliği enjektöre çekilir. Bu sıvının içinde kan, kök hücreler ve yağ dokusu vardır ve bu hali ile etkili değildir. Özel santrifüj teknikleri kullanılarak elde edilen sıvıdaki istenmeyen hücre ve dokular ayrıştırılır ve kök hücreden zengin kısım 15 dk içinde kullanıma hazır hale getirilir. Genellikle 60 cc kemik iliğinden 4-5 cc kök hücre konsantresi elde edilir. Bu konsantre, eklem içine verilecekse iğne ile, kemik iliğine verilecekse duvarında çoklu delikler olan trokarlar ile uygulanabilir. Tek bir sefer uygulama beklenen sonucu elde etmek için yeterlidir. Bir yıldan sonra tekrar uygulama yapılabilir. Eğer kök hücre konsantresi kıkırdak onarımı cerrahisinde kullanılacaksa, matriks adı verilen vücuda uyumlu kollajen/hyalüronik asit örtülerine emdirilir, sonra bu örtü açık cerrahi ile kıkırdak onarımı yapılacak alana yerleştirilir.

Yağ Dokusu Kaynaklı Kök Hücre Konsantresi Hazırlanması

Yağ dokusu kaynaklı kök hücre konsantresi (Lipoaspirate, Stromal Vascular Fraction, SVF, Microfragmented Adipose Tissue, MFAT) hazırlanması için de ameliyathane ortamı ve anestezi gereklidir. En sık karın yağlarından elde edilirler ancak bazen diz çevresi yağlardan da elde edilebilirler. Yağ dokusundaki damar çevresinde bulunan perisit adı verilen hücreler kök hücre özelliği taşırlar. Yağ dokusu alınacak bölgeye önce kanamayı azaltıp yağ dokusunu şişirecek şekilde sıvı enjekte edilir. Daha sonra yaklaşık 5 mm boyunda küçük bir kesiden, duvarında çoklu delikler olan kanüller yerleştirilir ve yağ dokusu uygun şekilde emilerek enjektöre çekilir. Sonrasında perisitleri ortaya çıkarmak için yağın parçalanması gerekir, Yağ dokusu keskin bıçaklı, giderek çapı küçülen filtrelerden geçirilerek parçalanır. Bazı sistemlerde parçalayıcı filtreler yerine metal bilyeler ile parçalama işlemi ve yapılabilir. Yağ dokusu parçalandıktan sonra, istenmeyen hücrelerin ayrıştırılması için bir santrifüj işlemi uygulanır. Santrifüj sonunda 4-5 cc kadar kök hücreden zengin sıvı eklemin içine enjekte edilir. Tek bir uygulama yapılır, fayda elde edilirse 1-2 yıl aralıklarla tekrarlanabilir. Yağ kökenli kök hücrelerin açık cerrahide matrikslerle birlikte kullanımı ile ilgili bilgi yoktur.

Kök hücreler nasıl uygulanır?

Kök hücreler, kültür veya santrifüj yöntemi ile elde edildikten sonra iki şekilde uygulanır. Bunlardan birisi doğrudan eklem veya kemik iliğine içine enjeksiyon yöntemidir.

Eklem içi veya kemik iliğine enjeksiyon: Eklem içi enjeksiyonlarda amaç, kök hücrelerin salgıladığı iyileştirici ve onarıcı kimyasal maddelerin hastalığın bulgularını azaltması ve ağrıyı hafifletmesidir. Eklem içine enjeksiyon halinde uygulanan hücrelerin menisküs/kıkırdak gibi farklı bir dokuya dönüşmesi beklenmez. İşlem steril şartlarda eklem içine kök hücre konsantresinin verilmesi şeklinde yapılır. Etki elde etmek için bir kez uygulama yeterlidir.

Ağrılı kemik iliği ödemi durumlarında ve kırık kaynamasının geciktiği olgularda kök hücreler kemik iliği veya kırık bölgesine uygulanır. Burada hem hücrelerin kendilerinin hem de salgıladıkları iyileşmeyi hızlandıran moleküllerin olumlu rolü vardır.

Açık cerrahi ile matriks üzerinde yerleştirme: Bu yöntemde ise kök hücreler matriks adı verilen örtü şeklindeki taşıyıcıların üzerine yerleştirildikten sonra, cerrahi olarak eklem açılır ve kök hücreleri içeren bu matriks hasarlı bölgeye yerleştirilip çeşitli yapıştırıcılar veya dikişler ile tespit edilir. Bu matriksler hayvansal kollajen yapısında olabileceği gibi sentetik polimerlerden de yapılabilir ve ortak özellikleri yıllar içinde vücut içinde eriyerek yerlerini istenen özellikteki dokulara bırakmalarıdır. Kök hücrelerin etkinliğini artırmak için, beraberinde PRP (trombositten zengin plazma) hyalüronik asit gibi büyüme faktörleri ve kimyasal maddeler de eklenebilir. Matriks üzerine yerleştirilen kök hücrelerin uygun ortam sağlandığında, kıkırdak hücrelerine dönüşüp hasarlı bölgede bir tamir dokusu oluşturması hedeflenir. 

Kök hücre tedavisinin sonuçları nasıldır?

Yağ dokusu kaynaklı kök hücre konsantresi enjeksiyonunun sonuçları: Yağ dokusu kaynaklı kök hücreler en sık diz eklemindeki artroz (kireçlenme) için kullanılırlar. Yağ dokusundan kök hücre elde etmek için ondan fazla farklı sistem olmasına rağmen sonuçlar birbirleri ile benzerdir. Hastaların çoğunda, 2 yıla kadar süren, ancak genellikle 1 yıl sonra etkisi azalan bir iyileşme olması beklenir. Hastaların ağrıları ve şişlikleri azalır, günlük yaşam aktivitelerine katılmaları kolaylaşır. Bu iyilik hali, hastalığın belirtilerinin baskılanması şeklindedir, kök hücrelerin eklemde oluşan hasarı durdurduğu veya geriye döndürdüğü konusunda henüz bir kanıt yoktur. Başka bir deyişle, enjeksiyon sonrasında kök hücreler eklemi yenilemez, bazı çalışmalarda aşınmanın yavaşlayabileceği yönünde bulgular saptanmıştır. Kilosu az olan ve eklemde aşınma miktarı az olan hastaların sonuçları daha iyidir. İleri evre kıkırdak aşınması olan hastalarda da hafif düzelmeler bildirilmişse de, bu hastalarda eklem protezleri ile daha kalıcı sonuçlar elde edilir.

Kemik iliği kaynaklı kök hücre konsantresi enjeksiyonunun sonuçları: Yağ kökenli kök hücreler gibi, kemik iliği kaynaklı kök hücreler de artroz (kireçlenme) belirtilerinde 2 yıla kadar süren bir azalma sağlarlar. Benzer şekilde, hastaların ağrıları ve şişlikleri azalır, günlük yaşam aktivitelerine katılmaları kolaylaşır. Eklem içi enjeksiyon ile birlikte, kemik iliği ödemi olan bölgelere de kök hücre yapılmasının başarıyı artırdığı gösterilmiştir. Kemik iliği kaynaklı kök hücrelerin sadece enjeksiyon şeklinde uygulanmaları ile eklemdeki aşınmanın durması veya geriye dönmesi mümkün değildir. Burada amaç, özellikle 60 yaşın altındaki hastalarda eklem protezi ameliyatının mümkün olduğunca geciktirilmesidir.

Ağrılı kemik iliği ödemi hastalığında, kor dekompresyon işlemine ek olarak kök hücre uygulaması başarı oranını çok artırır, bu konuda ayrıntılı bilgiyi web sayfamızın ilgili bölümünde bulabilirsiniz (Ağrılı Kemik İliği Ödeminde Yeni Tedavi Seçenekleri ).

Kök hücrelerin matrikslerle birlikte kıkırdak onarımında kullanımının sonuçları: Bu işlem, genç hastaların bölgesel ve sınırlı kıkırdak hasarlarında uygulanır. Eklemde yaygın aşınmanın olduğu kireçlenme (artroz) durumlarında kullanılması uygun değildir. Burada kök hücreler, enjeksiyonların aksine kıkırdağın onarımında aktif rol oynarlar, matriks üzerinde yerleşen kök hücreler uygun ortamda kıkırdağa dönüşebilirler. Ancak oluşan bu yeni kıkırdak, bir yama şeklindedir ve orijinal eklem kıkırdağının mimari yapısı ile aynı özellikleri taşımaz. Yine de hastaların %80’inde uzun süreli iyi sonuçlar bildirilmiştir. Bu cerrahi işlem sonrasında 6-8 hafta koltuk değneği kullanımı ve ciddi bir fizik tedavi programı gerekir, eklemin son halini alması bir yıla kadar sürebilir.

Kök hücre tedavisinin riskleri var mıdır?

Cenin kaynaklı (embriyoner) kök hücreler, her türlü hücreye dönüşme yeteneğine sahiptirler. Bu da bazen istenmeyen hücrelere dönüşüm ile sonuçlanabilir. Günümüzde cenin kaynaklı kök hücrelerin kullanımı yasal değildir. Yaygın kullanılan erişkin kök hücrelerde, tümör oluşumu şimdiye kadar rapor edilmemiştir.

Kıkırdak tamiri için uygulanmış kemik iliği kaynaklı kök hücrelerin kıkırdak yerine kemiğe dönüşebildiği rapor edilmiştir. Eklem içi ortamda hızla büyüyen hücrelerin tamir tamamlandıktan sonra büyümeye devam etmeleri başka bir sorun olarak bildirilmiştir. Bu aşırı büyüme, ikinci bir ameliyatla tıraşlamayı gerektirebilir.

Kök hücrelerin alındığı bölgede hafif bir ağrı ve morluk normaldir. Şiddetli ağrı, kanama, enfeksiyon gibi komplikasyonlar çok nadirdir.

Sonuç

Kemik iliği ve yağ dokusu kaynaklı kök hücreler, günümüzde kıkırdak hasarlarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan güvenli yöntemlerdir. Enjeksiyon şeklindeki uygulamalarda amaç kireçlenme (osteoartrit) belirtilerinin baskılanması ve ilerlemesinin yavaşlatılmasıdır, herhangi bir onarım/yenileme söz konusu değildir. Buna karşın kıkırdak onarımı için açık cerrahi ve matriks üzerine emdirilmiş olarak uygulanan kök hücrelerin kıkırdağa dönüşmesi ile onarıcı bir tedavi yapılabilir.

© Prof. Dr. Reha Tandoğan - Op. Dr. Asım Kayaalp