Nöral kök hücre, merkezi sinir sisteminden kaynaklanan büyük ölçüde farklılaşmamış hücre. Nöral kök hücreler (NSC'ler), nöronlara ve gliyal hücrelere (nöronları izole eden ve nöronların sinyal gönderme hızını arttıran nöronal olmayan hücreler) büyüyen ve farklılaşan yavru hücrelere yol açma potansiyeline sahiptir.
kök hücre: Nöral kök hücreler
Araştırmalar, beyinde de kök hücreler olduğunu göstermiştir. Memelilerde doğumdan sonra çok az sayıda yeni nöron oluşur, ancak bazı nöronlar
Yıllarca beynin kapalı, sabit bir sistem olduğu düşünülüyordu. 1906'da beynin temel hücresi olarak nöronu kurduğu için Nobel Fizyoloji Ödülü'nü kazanan ünlü İspanyol nöroanatomist Santiago Ramón y Cajal bile, aksi takdirde dikkat çekici kariyeri sırasında nörojenez mekanizmalarının (sinir dokusunun oluşumu) farkında değildi.. 20. yüzyılın ikinci yarısında beyin hücrelerinin rejeneratif yeteneğine işaret eden, sadece sıçanlarda, kuşlarda ve primatlarda sadece bir avuç keşif vardı. Bu süre zarfında bilim adamları, beyin hasar gördüğünde veya bozulmaya başladığında, karaciğer ve deri hücreleri gibi diğer hücre türlerinin yenilenebileceği şekilde yeni hücreleri yeniden üretemeyeceğini varsaydılar. Yetişkin beyindeki yeni beyin hücrelerinin üretilmesinin imkansız olduğu düşünülüyordu çünkü yeni bir hücre kendisini beynin mevcut karmaşık sistemine asla tam olarak entegre edemedi. 1998'e kadar NSC'lerin insanlarda keşfedildiği, beynin ilk önce hipokampus adı verilen ve anıların oluşumunda etkili olduğu bilinen bir bölgede bulunduğu keşfedilmemiştir. NSC'lerin daha sonra koku ampullerinde (koku işleyen bir alan) aktif ve septumda (duygu işleyen bir alan), striatum (hareketi işleyen bir alan) ve omurilikte aktif olmadığı bulundu.
Günümüzde bilim adamları, nöronların bulunduğu alanların hasar görmesi durumunda hareketsiz NSC'leri aktive edebilecek ilaçları araştırmaktadır. Diğer araştırma yolları, MGK'ları hasarlı bölgelere nakletmenin ve hasarlı bölgelere göç etmek için onları kandırmanın yollarını bulmaya çalışır. Yine de diğer kök hücre araştırmacıları diğer kaynaklardan (yani embriyolardan) kök hücreleri almaya ve bu hücreleri nöronlara veya glial hücrelere dönüşecek şekilde etkilemeye çalışırlar. Bu kök hücrelerin en tartışmalı olanı, hücreleri elde etmek için yok edilmesi gereken insan embriyolarından temin edilenlerdir. Bilim adamları yetişkin somatik hücreleri (vücudun hücreleri, sperm ve yumurta hücreleri hariç) belirli düzenleyici genlerin sokulmasıyla yeniden programlayarak indüklenmiş pluripotent kök hücreler oluşturabildiler. Bununla birlikte, yeniden programlanmış hücrelerin üretilmesi bir retrovirüsün kullanılmasını gerektirir ve bu nedenle bu hücreler hastalara zararlı kansere neden olan virüsler sokma potansiyeline sahiptir. Embriyonik kök hücreler (ESC'ler) inanılmaz bir potansiyele sahiptir, çünkü insan vücudunda bulunan herhangi bir hücreye dönüşebilirler, ancak ESC'leri izole etmek ve üretmek için daha iyi yöntemler geliştirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
İnme iyileşmesi, kök hücre tedavisinin vaatleri ve karmaşıklıkları hakkında çok şey keşfedilen bir araştırma alanıdır. Kök hücre tedavisine iki ana yaklaşım uygulanabilir: endojen yaklaşım veya ekzojen yaklaşım. Endojen yaklaşım, hastanın kendi vücudunda yetişkin NSC'leri uyarmaya dayanır. Bu kök hücreler beyindeki dentat girusun (hipokampüsün bir kısmı) iki bölgesinde ve ayrıca striatumda (serebral hemisferlerin derinliklerinde bulunan bazal gangliyonun bir kısmı), neokorteks (yüksek derecede kıvrık serebral korteks) ve omurilik. Sıçan modellerinde, nörojenezi indüklemek veya arttırmak için inme sonrası fibroblast büyüme faktörü-2, vasküler endotelyal büyüme faktörü, beyinden türetilen nörotrofik faktör ve eritropoietin gibi büyüme faktörleri (hücre büyümesine aracılık eden maddeler), böylece beyin hasarını ortadan kaldırır ve fonksiyonel iyileşmeyi hızlandırır. Sıçan modellerinde en umut verici büyüme faktörü, nöral progenitör hücre proliferasyonunu destekleyen ve sıçanlarda embolik inmeyi takiben nörojenezi ve fonksiyonel iyileşmeyi indüklediği gösterilen eritropoietindir. Bunu, en sonunda plasebo grubundaki bireyler üzerinde dramatik iyileşmeler gösteren küçük bir inme hastası örneğine eritropoietinin uygulandığı klinik çalışmalar izledi. Eritropoietin ayrıca şizofreni hastalarında ve multipl sklerozlu hastalarda umut vaat etmiştir. Bununla birlikte, eritropoietinin etkinliğini doğrulamak için daha büyük hasta gruplarında daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.
Ekzojen kök hücre terapileri ekstraksiyon, in vitro yetiştirme ve daha sonra kök hücrelerin inmeden etkilenen beyin bölgelerine nakledilmesine dayanır. Çalışmalar, yetişkin NSC'lerin dentat girus, hipokampus, serebral korteks ve subkortikal beyaz maddeden (serebral korteksin altındaki tabaka) elde edilebileceğini göstermiştir. Gerçek transplantasyon çalışmaları, yetişkin beynin subventriküler bölgesinden (sıvı dolu beyin boşluklarının veya ventriküllerinin duvarlarının altında yatan alan) biyopsi yapılan kök hücreler kullanılarak omurilik yaralanması olan sıçanlarda gerçekleştirilmiştir. Neyse ki, biyopsi sonucunda fonksiyonel bir bozukluk yoktu. Sıçanlarda, ESC'lerin veya fetal türevli nöral kök hücrelerin ve progenitör hücrelerin (farklılaşmamış hücreler; kök hücrelere benzer ancak daha dar farklılaşma yeteneklerine sahip) inme tarafından hasar gören beyin bölgelerine nakledildiği çalışmalar da yapılmıştır. Bu çalışmalarda, aşılanmış NSC'ler nöronlara ve gliyal hücrelere başarıyla farklılaştı ve bazı fonksiyonel iyileşme oldu. Bununla birlikte, eksojen tedavilerle ilgili en önemli uyarı, bilim adamlarının progenitör hücrelerin temeldeki farklılaşma mekanizmalarını ve mevcut nöronal ağlara entegrasyonlarını henüz tam olarak anlamadığıdır. Ek olarak, bilim adamları ve klinisyenler, MGK'ların ve döllerinin çoğalmasını, göçünü, farklılaşmasını ve hayatta kalmasını nasıl kontrol edeceğini henüz bilmiyorlar. Bunun nedeni, NSC'lerin içinde bulundukları özel mikroçevre veya niş tarafından kısmen düzenlenmiş olmasından kaynaklanmaktadır.
Ayrıca genellikle kan hücrelerine farklılaşan, ancak nöral soylara transdiferansiye olabilen hematopoietik kök hücreler (HSC'ler) üzerinde de araştırmalar yapılmıştır. Bu HSC'ler kemik iliği, göbek kordon kanı ve periferik kan hücrelerinde bulunabilir. İlginç bir şekilde, bu hücrelerin belirli strok tipleri tarafından kendiliğinden harekete geçirildiği bulunmuştur ve ayrıca granülosit koloni uyarma faktörü (G-CSF) ile daha da mobilize edilebilir. Sıçanlarda G-CSF çalışmaları, inme sonrasında fonksiyonel iyileşmeye yol açabileceğini göstermiştir ve insanlarda klinik çalışmalar umut vericidir. HSC'leri olan sıçanlarda eksojen çalışmalar da yapılmıştır. HSC'ler bazı çalışmalarda lokal olarak hasar bölgesinde veya diğer çalışmalarda intravenöz transplantasyon yoluyla sistemik olarak uygulandı. İkinci prosedür basitçe daha uygundur ve en etkili HSC'ler periferik kandan türetilenler gibi görünmektedir.
Epilepsi ve Parkinson hastalığı için kök hücre tedavileri üzerinde yapılan araştırma, kök hücreleri uygun şekilde yetiştirmenin ve bunları yaşayan bir sisteme sokmanın vaadini ve zorluğunu da göstermektedir. ESC'lerle ilgili olarak, çalışmalar dopaminerjik nöronlara (dopamin ileten veya aktive eden nöronlar), spinal motor nöronları ve oligodendrositlere (miyelin oluşumu ile ilişkili nöronal olmayan hücreler) farklılaşabildiklerini göstermiştir. Epilepsiyi tedavi etmeyi amaçlayan çalışmalarda, fare embriyonik kök hücreden türetilmiş nöral öncüler (ESN'ler) kronik epileptik sıçanların ve kontrol farelerinin hipokampisine nakledildi. Transplantasyondan sonra, hepsi nöronların sinaptik özelliklerini sergilediğinden, ESN'lerin fonksiyonel özelliklerinde hiçbir farklılık bulunmamıştır. Bununla birlikte, ESN'lerin epileptik hipokampusta uzun süre hayatta kalma, uygun hipokampal fonksiyonlarla nöronlara farklılaşma ve kronik epilepside öğrenme ve hafıza eksikliklerini baskılama yeteneğine sahip olup olmadığı hala görülmüştür. Öte yandan, NSC'lerin hayatta kaldığı ve sıçanlarda nöronların farklı fonksiyonel formlarına farklılaştığı gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, NSC'lerin farklı fonksiyonel formlara uygun miktarlarda farklılaşıp ayrılamayacakları ve onları engellemek için hipereksitasyonlu nöronlarla düzgün bir şekilde sinaps yapıp yapamayacakları ve böylece nöbetleri durdurabilecekleri belirsizdir.
Parkinson hastalığının tedavisi de umut vaat ediyor ve benzer engellerle karşılaşıyor. İnsan fetal mezensefalik dokusunun (beyin sapının bir parçasını oluşturan orta beyinden türetilen doku) Parkinson hastalarının striatasına transplantasyonu üzerine klinik araştırmalar yapılmıştır. Bununla birlikte, bu doku sınırlı kullanılabilirliğe sahiptir, bu da ESC transplantasyonunu daha çekici kılmaktadır. Gerçekten de, araştırmalar, nakledilebilir dopaminerjik nöronların -Parkinson hastalığından etkilenen nöronların türü- fare, primat ve insan ESC'lerinden üretilebileceğini göstermiştir. Bununla birlikte, fare ve insan ESC'leri arasındaki en büyük fark, insan ESC'lerinin farklılaşması çok daha uzun sürmesidir (50 güne kadar). Ayrıca, insan ESC'leri için farklılaştırma programları, ülkeye bağlı olarak, bazı tıbbi düzenlemeleri ihlal edebilecek şekilde yayılmak için hayvan serumu uygulanmasını gerektirir. Araştırmacılar ayrıca, transplantasyondan sonra daha uzun bir süre ESC'den türetilen dopaminerjik progenitör hücrelerin hayatta kalmasının bir yolunu bulmaları gerekecektir. Son olarak, ESC'den türetilen hücre popülasyonlarının saflığı sorunu vardır; tüm hücreler, güvenli bir şekilde nakledilmeden önce dopaminerjik öncü hücreler olarak onaylanmalıdır. Bununla birlikte, her çalışma ile farklılaşma ve saflaştırma teknikleri gelişmektedir. Gerçekten de, insan nakli için saf ve spesifik hücre popülasyonlarının büyük bankalarının oluşturulması ulaşılabilir bir hedef olmaya devam etmektedir.
