GENETİK SORUNU OLAN AZOOSPERMİ HASTALARI İÇİN YENİ BİR TEDAVİ UMUDU: Laboratuvarda sağlıklı sperm yapımı

Prof.Dr. Kaan AYDOS

Testislerde sperm üretimi bozulmuş infertil erkeklerin baba olmalarında en yakın tedavi umudu kök hücrelerden sağlıklı sperm yapımıdır. İşte bu konuda yeni bir haber geçtiğimiz aylarda İngiltere’de The Francis Crick Institute’den geldi. Araştırıcılar, farelerde deriden aldıkları hücrelerin çekirdekleri içerisine bazı genler yerleştirerek bunları sperme dönüştürdüler ve arkasından yumurta hücresi içerisine, tüp bebek yöntemi ile enjekte ederek sağlıklı yavruların dünyaya geldiğini gösterdiler. Üstelik bu fareler Klinefelter’li olup normalden fazla X kromozomu taşımalarına rağmen, işlemler sırasında fazla X kromozomları da kaybolarak tamamen sağlıklı spermler elde edildi. Kromozom sayısının bozuk olduğu başka durumlar için de aynı sonucun elde edilebildiği gösterildi. Enstitü araştırmacıları bu yöntem sayesinde XXY ve XYY kromozom yapısına sahip infertil farelerden sağlıklı genetik yapıya sahip yavruların dünyaya getirtilebileceğini söylemekteler. Bu yöntem, Klinefelter sendromu gibi genetik bozukluğa bağlı azoospermik erkeklerin tedavisinde önemli bir adım olarak görülmekte. Basında da geniş yakın uyandırmış olup, The Guardian gazetesinde “Yeni sperm yaratma metodu genetik bozukluğa bağlı erkek infertilitesini çözebilecek” şeklinde duyuruldu.

Çalışmayı gerçekleştiren ekip tekrarladıkları denemelerde insanlarda da deri hücrelerinden normal genetik yapıya sahip kök hücrelerin elde edilebileceğini ve teorik de olsa bunlardan çocuk yapabilecek spermlerin geliştirilebileceğini ileri sürmekteler.

Bununla birlikte teknik henüz tam anlamıyla güvenilir olmayıp, rutin uygulamaya geçilebilmesi için üzerinde çalışılmasına ihtiyaç duyulmakta. Çünkü bu teknikte kök hücreler testis içerisine yerleştirilmekte ve burada olgunlaşıp sperme dönüşmekteler. Ancak farelerin bir kısmında kök hücrelerin sadece sperm yönünde gelişmekte kalmayıp, tümör de oluşturdukları görüldü. Dolayısıyla bu riski ortadan kaldırmadan insanda uygulamaya geçilmesi ciddi risk taşımakta. Konunun uzmanları laboratuvarda gerçekleştirdikleri sperm oluşturma tekniğinin diğer tüm azoospermik erkekler için de uygulanabilir bir örnek olabileceğine dikkat çekmekteler. Ancak tüm ülkelerde kök hücreden elde edilecek spermlerin tedavide kullanılmasına henüz yasal olarak müsaade edilmemekte. Bu nedenle de araştırmalar hayvan deneyleriyle sınırlı kalmakta.

Çalışmanın biraz detaylarına girersek, tekniğin ayrıntıları daha iyi anlaşılacaktır. Kök hücreden sperm elde edilmesi demek, vücudun herhangi bir hücresini alıp, bunu laboratuvarda kök hücre haline dönüştürme anlamına gelir. Daha sonra da bu kök hücreler sperm yönünde geliştirilir. Bu amaçla da en sık olarak da deriden alınan hücreler kullanılır. İşte bu çalışmada farelerin kulak derisinden alınan hücreler (fibroblast hücreleri)  kullanıldı. Özel olarak yetiştirilen bu fareler Klinefelter sendromlu oldukları için hücrelerinin içinde de fazladan bir X kromozomu bulunmaktaydı. Bu hücreler zenginleştirilmiş besi ortamında uzun süre bozulmadan saklanabilir.

Çalışmanın devamında, özel olarak yetiştirilen virüslerin içerisine, sperm yapımından sorumlu genler yerleştirildi. Böyle virüsler bir vektör olarak iş görürler, yani içlerindeki genleri başka hücrelere kolaylıkla taşıyabilirler. Günümüzde çok değişik alanlarda bu şekilde virüsler kullanılarak bir hücrenin yapısını değiştirmek ya da bir özelik kazandırmak mümkün olabilmekte. Eğer sperme dönüşecek kök hücre yapmak istenirse, buna uygun genler taşıyan virüsler kullanılır. Bu çalışmada da içinde Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc genleri taşıyan virüsler kulak derisinden alınan hücrelerin içerisine sokularak bu hücrelerin artık sperm yapar hale gelmeleri sağlandı. Elde edilen yeni hücreler iPSCs olarak adlandırılır, yani her yönde doku üretebilecek kök hücreler.

İlginç olanı, bu kök hücreler bölünerek çoğaldıkça, içlerindeki fazladan X kromozomu da kaybolmaktaydı. Yani Klinefelterli hücre artık sağlıklı, normal genetik yapıya sahip hale gelmekte. Çalışmada da böyle normal genetik yapıya sahip hücreler seçilerek farenin testisi içerisine yerleştirildi. Yaklaşık 2 ay sonra testisin içindeki sağlıklı olgun sperm yapısına sahip hücreler alınarak, tüp bebek işleminde olduğu gibi, dişi fare yumurtası içerisine mikroenjeksiyon (ICSI) yöntemi ile enjekte edildi. Bundan gelişen embriyolar da dişi fare uterusuna nakledildi ve gebeliği takiben yavrular doğurtuldu.  Yavrular artık normal XY kromozom yapısına sahiptiler. Daha sonra bu yavruların erkek ve dişileri de kendi aralarında çiftleştirildi. Bunlardan da normal genetik yapıya sahip sağlıklı yavruların dünyaya geldiği gösterildi. Yani kök hücreden üretilen fareler normal üreme kapasitesine sahiptiler. Araştırıcılar aynı tekniği Down sendromu ve XYY kromozom yapısına sahip diğer genetik hastalıklarda da tekrarladıklarında, benzer sonuçlar elde edilebildi.

Araştırıcılar bununla da kalmayıp aynı tedavinin insanda da etkili olup olmadığını araştırdılar. Klinefelter ya da Down sendromlu erkeklerden aldıkları deri hücrelerini aynı teknikle tedavi ettiklerinde gerçekten de normal kromozom yapısına sahip sağlıklı kök hücrelerinin (iPSCs) elde edilebildiğini gösterdiler. Ancak etik ve yasal nedenlerle bunların tüp bebekte kullanma aşaması yapılamadı. Dolayısıyla insanda da sağlıklı doğumların olup olmayacağı bilinmemekte. Ama görünen o ki, azoospermik erkeklerde deri hücrelerinin laboratuvarda sağlıklı genetik yapıya sahip sperm haline dönüştürülmesi ve bununla çocuk dünyaya getirilmesi hiç de hayal değil.

Kaynak:

Science. 2017 Sep 1;357(6354):932-935