Lancet’te tarih yazıldı: Körlüğe karşı yeniden programlanmış hücreler

Hastalığın adını belki ilk kez duyuyorsunuz: Limbal kök hücre yetmezliği. Körlüğe yol açabilen bu ciddi hastalık, tahminlere göre Türkiye’de yaklaşık 40 bin kişiyi etkiliyor ve her yıl 300 ila 400 arasında yeni hastanın ortaya çıkması bekleniyor. Üstelik vakaların yüzde 90’ı iş yerlerinde veya evde yaşanan kazalardan kaynaklanıyor. Tuz ruhu, çamaşır suyu, aseton gibi kimyasal maddelerin göze teması, hastalığın en yaygın sebepleri arasında. Ancak son yıllarda tüm dünyada bu karanlık tabloya karşı etkili bir silah var: Kök hücre tedavileri.

Türkiye’de de artık limbal kök hücre tedavileri yapılabiliyor. Bu yöntem kimyasal yaralanmalar nedeniyle görme yetisini tamamen kaybeden hastalar için yüzde 80 civarında başarı oranıyla birçok hastaya umut oluyor. Ancak başarı oranı, çift taraflı vakalarda daha düşük kalabiliyor. Prestijli tıp dergisi Lancet’te geçen ay yayımlanan bir çalışma ise bu zorlu vakalar için çığır açan bir seçenek sunuyor: İndüklenmiş pluripotent kök hücre (iPS hücreleri) nakli.

Yöntemin adını telaffuz etmek bile zor ama getirdiği yenilik, görme kaybıyla mücadelede yeni bir dönemin kapılarını aralıyor. Kısaca bahsedelim: İndüklenmiş pluripotent kök hücreler, gönüllü verici kişilerden alınan hücrelerin laboratuvar ortamında yeniden programlanmasıyla elde ediliyor. Bu şekilde programlanan hücreler, vücuttaki neredeyse her hücre tipine dönüşme yeteneği kazanabiliyor. Lancet’te yayımlanan çalışmada işte bu özel hücreler göz yüzey epitel hücrelerine dönüştürülerek görme yetisini kaybetmiş hastalara nakledildi ve dört hastadan üçünde görme keskinliği önemli ölçüde arttı. Dördüncü hastada başlangıçta iyileşme görüldü ancak bir yılın sonunda bu iyileşme geriledi.

İngiltere’deki Cardiff Üniversitesi, Japonya’daki iPS Hücre Araştırma ve Uygulama Merkezi (CiRA) ve Osaka Üniversitesi’nden bilim insanlarının yürüttüğü bu çalışma, dünyada bir ilk olma özelliği taşıyor. Peki limbal kök hücre yetmezliği tam olarak nedir? Mevcut tedaviler hangi hastalara çözüm sunuyor ve bu yeni yöntem ne gibi yenilikler getiriyor? Tüm bu soruları yaklaşık 20 yıldır kök hücre tedavileri üzerine çalışan Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Göz Hastalıkları Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Özlem Barut Selver’e sorduk.

İndüklenmiş pluripotent kök hücreler kullanılarak üç hastanın görme yetisi geri kazandırıldı. Bu hastaların ortak özelliği limbal kök hücre yetmezliğine sahip olmaları. Peki limbal kök hücre yetmezliği nedir?

Çok basitçe şöyle anlatmaya çalışayım: Gözümüzün yüzeyinde kornea dediğimiz saydam saat camı gibi bir doku bulunur. Kornea, görmenin başlamasında önemli bir rol oynar; ışığın göze girişini sağlar ve gözü dış etkenlere karşı korur.

Korneanın hemen kenarında, yani gözümüzün renkli kısmını (iris) çevreleyen halka şeklindeki bölgede bulunan özel hücrelere ‘limbal kök hücreler’ denir. Bu hücreler korneanın yenilenmesini sağlar. Limbal kök hücrelerin zarar görmesi ya da tükenmesi ise “limbal kök hücre yetmezliği” olarak adlandırılır.

Bu hücreler neden zarar görür veya tükenir?

Kornea travmalara açık bir alan. Normalde gözümüzün yenilenmesini sağlayan limbal kök hücreler ömür boyu hepimize yetecek düzeyde. Ama herhangi bir darbe veya kimyasal teması bu hücrelere zarar vererek gözün yenilenme kapasitesini bozuyor. Bunun sonucunda hem görme kaybı hem de gözün yüzeyinde sürekli yaralar ortaya çıkıyor.

Ama tabii limbal kök hücre yetmezliğinin başka sebepleri de var. Kontakt lens kullanımı, bazı ilaçlar, yaşlanma ve limbal bölgeye uygulanmış cerrahiler de önemli sebepler arasında.

Ayrıca bazı hastalıklar da limbal kök hücre yetmezliğine neden olabilir. Bunlar klinikte daha az rastladığımız durumlar. Örneğin Stevens-Johnson sendromu (ilaç reaksiyonu veya enfeksiyonla tetiklenen ciddi deri ve mukoza hasarı) ya da bağışıklık sistemini etkileyen bazı rahatsızlıklar (örneğin Pemfigus hastalığı) limbal kök hücrelerin hasar görmesine yol açabilir.

Sıraladığım limbal kök hücre yetmezliği sebepleri arasında en sık karşılaştığımız ise net biçimde kimyasal yaralanmalar.

Bu hastalık tek gözde mi iki gözde mi olur?

Üçte ikisi tek taraflı. Kimyasal yaralanmalar genellikle tek tarafta sorun yaratıyor. Altta yatan sebep bir hastalık olduğunda ise sorun genellikle çift taraflı ortaya çıkıyor. Limbal kök hücre yetmezliğinin tek taraflı veya kısmi olup olmaması çok önemli çünkü tedavi yaklaşımını da belirliyor.

Peki nasıl tedavi ediliyor?

Tek taraflı olduğu zaman hastanın sağlam gözünden, iki taraflı olduğunda ise genellikle hastanın yakın akrabasından limbal kök hücreler içeren bir doku alarak hasta göze naklediyoruz. ‘Limbal doku nakli’ dediğimiz bu tedavi geleneksel olarak kullandığımız bir yöntem. Doku, hastanın kendi sağlam gözünden alındığında başarısı yüzde 70’ler civarında.

Bu noktada bir karışıklığı netleştirmemizde yarar var: Limbal doku naklini hastalar genellikle kornea nakli sanıyor. Fakat bu doğru değil. Biz korneadaki tüm hastalıkları büyük ölçüde kornea nakliyle tedavi edebilirken limbal kök hücre yetmezliğini bu yöntemle çözemiyoruz. Kornea naklinde korneanın orta bölgesini değiştiriyoruz. Oysa bu hastalarda sorun korneanın bittiği limbus dediğimiz çevresel bölgede. Dolayısıyla bu hastalarda kornea nakli yapsanız bile kornea bir süre sonra bozuluyor, beyazlıyor ve eski haline dönüyor. Limbal doku nakli ise sadece korneanın yenilenmesini sağlayan limbal kök hücrelerin bulunduğu bölgeyi hedefleyerek sorunu çözüyor.

Limbal doku nakli dışında tedavi seçeneği var mı?

Gözü bir saat gibi düşünün. Geleneksel limbal doku naklinde bu saatin yaklaşık dörtte birini alıp hastaya naklediyoruz. Ama bu yöntemin şöyle bir riski var: Sağlam göze cerrahi yapmanın kendisi bazı durumlarda limbal kök hücre yetmezliği oluşturabiliyor. Bu riski daha da artırmamak için aynı gözden doku alımı tekrarlanamıyor.

İşte bu riski bertaraf etmek için 2000’li yılların başında ‘kültüre edilmiş limbal kök hücre nakli’ uygulamaları geliştirildi. Ülkemizde de artık kendi geliştirdiğimiz yöntemle yapılabilir hale gelen bu tedaviyi şöyle özetleyebilirim: Sağlam gözden küçük bir parça alınıyor. Bu parçadaki kök hücreler laboratuvar ortamında çoğaltılıyor, ardından da hasarlı göz yüzeyine naklediliyor. Tedavi başarısı ise yüzde 80 civarında.

Kültüre edilmiş kök hücreleri naklinde gözden aldığımız parça, geleneksel limbal doku naklinde aldığımızın neredeyse 10’da biri kadar. Bu da iki avantajı sunuyor. Birincisi, sağlam gözde risk oluşturmuyorsunuz. İkincisi, tedaviyi gerektiğinde aynı gözden doku alarak tekrarlayabiliyorsunuz.

Ayrıca geleneksel limbal doku nakli için diğer gözün sağlam olması şartı var. Ama kültüre edilmiş limbal kök hücre nakli uygulamasında diğer göz kısmi etkilense bile bu tedaviyi gerçekleştirebiliyoruz.

Fakat iki göz tamamen etkilenmişse hastanın kendi limbal dokusuyla yapabileceğimiz bir seçenek kalmıyor. Bu durumda başka birinden o dokuyu veya hücreleri temin etmemiz gerekiyor. Bu nakillerde ise hücrelerin veya dokunun vücut tarafından reddedilme riski var. Hal böyle olunca bu hastalarda bağışıklık sistemini baskılayıcı ilaçlar kullanmak zorunda kalıyoruz. Bu ilaçların da hastanın hayat kalitesini bozma gibi bir dezavantajı var. Hatta uzun dönemde bağışıklık baskılayıcı ilaçlara rağmen ret riski tekrar gündeme gelebiliyor.

Bir başka önemli nokta da şu: Kişinin kendi dokusundan alarak yaptığımız nakillerde yüzde 70-80’lerde olan başarı oranı, başkasından doku alarak yaptığımız nakillerde yüzde 40-50’lere düşüyor. Bu da çaresiz kaldığımız bir hasta grubunu karşımıza çıkarıyor. İşte Lancet’te yayınlanan ‘indüklenmiş pluripotent kök hücreler’ çalışması da bu noktada devreye giriyor.

İndüklenmiş pluripotent kök hücreler tam olarak nedir?

Embriyodan elde edilen kök hücreler, vücuttaki neredeyse her hücre tipine dönüşme yeteneğine sahip. Bu özellikleriyle organ yenilenmesi, genetik hastalıkların tedavisi ve hücre temelli tedavilerde devrim yaratabilecek bir potansiyel taşıyor. Ancak kök hücrelerin embriyodan elde edilmesi etik kaygılar nedeniyle tüm dünyada yasak.

Kök hücre araştırmalarındaki bu engel, bilim insanlarını alternatif yöntemler geliştirmeye yönlendirdi. “Acaba embriyonik hücrelere benzer hücreleri laboratuvar ortamında geliştirebilir miyiz?” sorusu bilim dünyasında yeni bir araştırma alanının kapılarını araladı. Bu arayışın sonucu olarak yakın geçmişte önemli bir başarı elde edildi: Kişiden alınan hücreler laboratuvar ortamında yeniden programlandı. Bu işlemle hücreler, embriyonik kök hücrelere benzer özellikler kazandı ve böylece indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPS hücreleri) geliştirildi.

İPS hücreleri ilk kez 2006 yılında Japon bilim insanı Shinya Yamanaka ve ekibi tarafından tanıtıldı. Önce fare hücrelerini yeniden programlayarak embriyonik kök hücrelere benzer hale getirdiler. Yaklaşık bir yıl sonra yani 2007’de bu yöntemi insan hücrelerinde başarıyla uyguladılar. Bu önemli buluş, Yamanaka’ya 2012 yılında Sir John Gurdon ile paylaştığı Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü kazandırdı. Yamanaka, iPS hücrelerini keşfederken Gurdon, olgun hücrelerin yeniden programlanabilirliği üzerine öncü çalışmalarıyla tanınıyor.

iPS hücreleri pek çok hücre tipine dönüşebilme yetenekleri sayesinde organ yenilenmesi, genetik hastalıkların tedavisi ve hücre temelli tedaviler için devrim niteliğinde bir potansiyel sunuyor. Tüm dünyada bu hücrelerin tıbbi uygulamalarda kullanımıyla ilgili yoğun araştırmalar yürütülüyor.

Öyle ki birçok ülkede araştırmalar ve iPS hücrelerinin klinik kullanımı için özel bankalar oluşturulmuş durumda. Bu bankalar iPS hücrelerinin kolay erişilebilir ve güvenli bir şekilde kullanılmasını sağlıyor.

Peki Lancet’te yayımlanan çalışmada iPS hücreleri, limbal kök hücre yetmezliğinde nasıl kullanıldı?

Son çalışmada hücreler Japonya’daki bir İPS bankasından elde edildi. Daha sonra bu hücreler laboratuvar ortamında kornea epitel hücrelerine dönüştürülerek hasarlı gözün yüzeyine nakledildi. Limbal kök hücre yetmezliğinde İPS’ler kullanılarak yapılmış ilk klinik çalışma yayını bu. Sonuçları da çok umut verici; dört hastadan üçünde tedavi başarılı oldu ve hastalar görme yetisini geri kazandı.

iPS hücreleri göze enjeksiyonla mı uygulandı?

Hayır, göz yüzeyi uygulamalarında enjeksiyon yapılmıyor. Bu çalışmada hücrelerden ince bir katman (hücresel lamina) oluşturulmuş ve bu doku doğrudan gözün yüzeyine yerleştirilmiş. Bu tarz nakillerde göz kapağının hareketleriyle hücrelerin kaybedilme riski olabiliyor. Bu yüzden üzerine koruyucu bir katman daha eklemek iyi bir çözüm oluyor. Son çalışmada da araştırmacılar zaten hücreleri göz yüzeyine naklettikten sonra onları korumak için kontakt lens kullanmış.

iPS hücreleri de başkasından elde edilmiş hücreler. Nakledilen kişide bu hücrelerin vücut tarafından reddedilme riski yok mu?

Bu hücrelerin en güzel tarafı başka bir insandan alındıkları halde düşük ret reaksiyonu oluşturmaları. Araştırmacılar makalede de bunu belirtmişler zaten. İlk iki hastaya bağışıklık baskılayıcı ilaçlar vererek reaksiyon olup olmadığını gözlemlemişler. Reaksiyon görülmediği için sonraki iki hastaya bu ilaçları vermemeye karar vermişler. Bu çok büyük bir avantaj.

iPS hücreleriyle yapılan tedavi çığır açacak bir gelişme. Çaresiz kaldığımız iki taraflı limbal kök hücre yetmezliği olan hastalarda bu yöntem önümüzdeki dönemde gerçekten çok işimize yarayacak. Ama yaygın kullanıma girmesi için daha geniş kapsamlı klinik çalışmalara ihtiyacımız var.

iPS hücreleriyle yapılan nakillerin riskleri var mı?

Bu hücreler geriye doğru programlanıyor, bir nevi embriyonik hücreye benzer bir hale getiriliyor. Böyle olunca da tümör oluşturma potansiyelleri var. iPS hücrelerinin klinikte en korktuğumuz sonuçlarından biri bu. Ama son çalışmada araştırmacılar insan çalışmalarına geçmeden önce hem hücresel düzeyde hem de hayvan çalışmalarda bu yan etkiyi araştırmış. Kullandıkları yöntemle ürettikleri iPS hücrelerinin tümör yapıcı özelliklerinin olmadığını kanıtlamışlar. Ayrıca iPS hücrelerini naklettikleri hastalarda takip süresi boyunca hiçbir ciddi yan etki gözlemlememişler.

Ama tabii net bir şey söylemek için uzun dönem ve geniş katılımlı çalışmalara ihtiyaç var. Dolayısıyla rutin klinik kullanıma kazandırılması için önümüzde uzun bir zaman olduğunu vurgulamam gerekir.

iPS hücreleriyle yapılan Lancet çalışmasından biraz uzaklaşıp pratiğinizde sık uyguladığınız kültüre edilmiş limbal kök hücre nakline dönelim. Bu yöntemin güvenlik açısından durumu nedir? Tümör riski veya ciddi yan etkiler söz konusu mu?

Bu yöntem 1998 yılından bu yana araştırılıyor ve geliştiriliyor. Günümüzde bu tedavinin tümör oluşturma riski veya ciddi yan etkileri olmadığı kanıtlanmış durumda. Bir yandan da yöntem hâlâ gelişime açık. Örneğin üretilen hücrelerin içindeki kök hücre oranını artırmaya yönelik birçok teknik üzerinde çalışmalar sürüyor. Dünyada bu alandaki araştırmalar hız kesmeden devam ediyor. Bizim de benzer çalışmalarımız mevcut. Dolayısıyla tedavi hem güvenli hem de sürekli iyileştiriliyor. Bununla birlikte çözüm bulunamayan hastalar için iPS hücreleri gelecekte umut vadeden bir seçenek haline gelecek.

Limbal kök hücre yetmezliğinin en sık kimyasal maruziyeti sonucunda ortaya çıktığını söylediniz. Bu kimyasallar neler?

Limbal kök hücre yetmezliğinin sıklığı 2 binde bir. Türkiye’de yaklaşık 40 bin hasta var. Beklenen yıllık yeni hasta sayısı ise 300 ila 400 arasında.

Hastaların yüzde 90’unda sorun kimyasal yaralanmalar nedeniyle oluyor. Kimyasal yaralanmaları sınıfladığımızda çoğunluğu iş kazası, geri kalanı da ev kazası.

İş kazasılarını önlemek için özellikle kimyasal maddelerle çalışılan iş yerlerinde koruyucu gözlük gibi önlemler alınıyor. Bunun dışında olası bir yaralanmaya karşı acil müdahale için göz duş istasyonları da mevcut.

Fakat ev kazalarında bu tür imkanlar yok. Özellikle lavabo açıcılar, çamaşır suyu, tuz ruhu gibi tehlikeli kimyasalların dikkatsiz kullanımı ciddi göz yaralanmalarına yol açabilir. Yine kadınlarda aseton maruziyeti sık karşılaştığımız bir yaralanma şekli. O nedenle bu tür maddeleri kullanırken dikkatli olmak, koruyucu gözlük kullanmak çok önemli. Olası bir kazada da acil servise başvurmadan önce ilk yapılacak şey kimyasalı gözden uzaklaştırmak. Bunun için gözlerin çeşme suyuyla uzunca bir süre, mümkünse yarım saat bol suyla yıkanması gerekiyor. Ardından da tıbbi yardım için doktora başvurulmalı.

Görme kaybının tek nedeni limbal kök hücre yetmezliği değil. iPS hücreleri başka nedenlerle gelişen görme kayıplarını tedavi etmek için de potansiyel taşıyor mu?

Evet, iPS’in en güzel tarafı her hücreye dönüştürülebilme potansiyelleri. Fakat tüm hücre tiplerine nasıl en etkili şekilde dönüştürülebileceği konusu henüz netleşmedi, araştırmalar devam ediyor.

iPS hücreleri muhtemelen ileride korneanın tüm katmanlarındaki hücrelere de dönüştürülecek. Böylece ileride tüm korneayı veya vücuttaki tüm organları bu hücrelerle yenilemek mümkün olacak.

Bu arada iPS hücreleri sadece göz hastalıklarında değil, nörolojik bozukluklar, kalp hastalıkları, diyabet ve hatta kanser gibi pek çok hastalığın tedavisinde umut verici potansiyel sunuyor. Şu an için işin çok başındayız çünkü uzun dönem güvenlik çalışmalarının yapılması gerekiyor. Ama inanılmaz potansiyel vaat ettiklerini söyleyeyim.

Biraz da sizin çalışmalarınızla ilgili bilgi almak istiyorum. Ege Üniversitesi Teknoparkı bünyesinde Türkiye’de ilk kez kültüre limbal kök hücre tedavisinin üretimine başladınız. Süreci anlatır mısınız?

Ege Üniversitesi bünyesinde öncül çalışmalarımızı tamamlamamızı takiben limbal kök hücre tedavisini geliştirmek ve bu tedaviyi ülkemizde ulaşılabilir hale getirmek için 15 yılı aşkın süredir birlikte çalıştığım biyomühendis Dr. Mehmet Gürdal ile Limbustem adlı bir şirket kurduk. Bu şirket 2020 yılında Ege Üniversitesi Teknoparkı’nda TÜBİTAK desteğiyle hayata geçti.

Bir yıl sonra yani 2021 yılında da Ege Üniversitesi ile yapılan ariyet sözleşmesi (bir ekipman veya tesisin belirli bir süreyle kullanım hakkının devredilmesini sağlayan anlaşma) kapsamında Türkiye’de ilk kez Oküler Yüzey Araştırma Laboratuvarı’nı kurduk. Kültüre limbal kök hücre ürünümüzün klinik öncesi iyileştirme çalışmalarını bu laboratuvarda tamamladık.

Hücresel bir tedavi ürününü ticari hale getirebilmek için ürünün üretim aşamalarını yasal düzenlemeler gereği mutlaka GMP (İyi Üretim Uygulamaları) sertifikalı bir laboratuvarda çalışmak gerekiyor. Biz de ürünümüzü ticarileştirebilmek için TÜBİTAK Marmara Teknokent bünyesinde yer alan STEMBİO şirketi ile Kasım 2022 tarihinde sözleşme imzaladık. Böylece ürünleşme sürecini tamamladık.

Sonra Sağlık Bakanlığı’ndan gerekli izinleri aldık ve Mayıs 2023 itibarıyla limbal kök hücre tedavisini Türkiye’de ilk kez hastalara sunmaya başladık.

Şu ana kadar kaç hastayı tedavi ettiniz?

Bugüne kadar 17 hastaya kültüre limbal kök hücre tedavisi uyguladık. Bu hastalardan beşinin iki gözünde de sorun olduğu için onlara akrabalarından alınan dokudan kök hücreler üretip naklettik.

Aslında her hasta bizim için farklı bir hikaye demek. Örneğin bir hastamız lavabo açıcı sıvının yüzüne sıçraması sonucu bir gözünü tamamen kaybetmişti. Diğer gözünde ise ciddi bir görme kaybı yaşanmıştı. Önce hastamızın babasının gözünden küçük bir doku aldık, daha sonra laboratuvarda bu dokudan limbal kök hücreleri izole edip çoğalttık. Yaklaşık 10 gün süren laboratuvar sürecinin ardından elde ettiğimiz kök hücreleri hastanın hasarlı göz yüzeyine naklettik. Ardından hastaya kornea nakli gerçekleştirdik. Hastanın hem kök hücreleri hem de korneası yenilendi. Böylece hastamız yeni doğan bebeğini ilk kez görebildi. Açıkçası bu başarı hem hasta hem de bizim için unutulmaz bir andı.

Türkiye’de limbal kök hücre nakli yapan başka merkezler de var mı?

Ülkemizde şu ana kadar sekiz merkezde yapıldı. Fakat bu merkezler tedaviyi uygulayıcı konumunda. Limbustem ise bu tedavinin Stembio laboratuvarındaki üretim sürecinden sorumlu tek merkez. Yani tedavinin temel bileşeni olan kök hücreler, hastanın kendisinden veya yakın akrabasından alınan dokularla bu laboratuvarda üretiliyor. Elde edilen kök hücreler daha sonra uygulayıcı merkezler tarafından hastaya naklediliyor.

Diyelim bir hastanın kültüre limbal kök hücre tedavisine ihtiyacı var. Hastanın başvurduğu kurumdaki doktor önce bize ulaşıyor. Tedaviye uygunluk kararı verilmesinin ardından doktor, hastasının sağlam gözünden biyopsiyle aldığı dokuyu laboratuvara iletiyor. Laboratuvarda bu dokudan kök hücreler izole edilip çoğaltılıyor. Elde edilen kök hücreleri daha sonra tedaviyi uygulayacak kuruma gönderiyoruz. Sorumlu hekim de transferi gerçekleştiriyor. Böylece hastalar kendi şehirlerinde tedaviye ulaşabiliyor, hastanın hekimiyle ilişkisi kopmuyor.

Kök hücreler insülini tahttan indirebilir mi? Diyabette çığır açan gelişme