Prof. Dr.Kaan AYDOS
Kısırlığın gerek araştırılması gerekse tedavisinde büyük ilerlemeler kaydedilmiş olmasına rağmen, hastaların hala önemli bir kısmında gebelik sağlanamamaktadır. Olguların büyük bir kısmında sperm gelişimi yetmezliği ve/veya kadının yumurtasının (oosit) yaşlanması sorumlu tutulmaktadır. Başkalarından elde edilen donör gametlerinin kullanımı legal, etik ve sosyal bazı önemli problemleri de beraberinde getirmiş olup, çiftlerin bu yolu seçmelerini kısıtlamaktadır. Ancak, günümüzde üreme teknolojisinde, özellikle deneysel çalışmalarda kaydedilen hızlı ilerlemeler sayesinde üreme hücreleri için alternatif kaynak bulunması ve bu şekilde çiftlerin kendi genetik materyallerinden doğacak bir çocuk sahibi olabilmeleri konusunda umut doğmuştur. Tek bir sperm hücresinin mikroskop altında kadın yumurtası içerisine sokulması, yani ICSI tekniği kullanılarak spermatid, hatta spermatosit gibi henüz olgunlaşmasını tam tamamlamamış öncü sperm hücreler ile çiftleştirilme başarılarak sağlıklı bebekler dünyaya getirilmiştir. Olgunlaşmamış erkek üreme hücrelerinin hayvan testislerine naklinin, hatta başka tür hayvanlara da verilse başarılmış olması, sperm gelişiminde duraklama bulunan veya kanserli erkeklerin tedavilerinde bunun alternatif bir kaynak olabileceğini ortaya koymaktadır. Vücut hücrelerinin çekirdeklerinin oosit içine nakledilmeleri ve burada bölünmeleri ise, yaşa-bağlı genetik engellerin üstesinden gelinmesinde ve bu sayede sağlıklı oositler elde edilmesinde pratik bir yol olarak görülmektedir. Ama her şeyden önemlisi burada tanımlanan yöntemlerin insanda uygulanmasına başlanılmadan önce güvenilirliliklerinin ispatlanmasıdır.
Yaklaşık 20 yıl öncesine kadar çocuk sahibi olabilmek ancak doğal yolla gerçekleşebiliyordu. 1978’de insanda tüp bebek (IVF) ile ilk kez gebeliğin elde edilebilmesini takiben bu alanda radikal değişiklikler başladı. Yine de kısır çiftlerin yaklaşık %40’ı sperm kalitesindeki bozukluk nedeniyle çocuk sahibi olamamaktadır. IVF ile başarılı olunamayan olgular içinse 1992’de Palermo tarafından insanda ilk kez uygulanan ICSI (intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu) ile önemli oranda gebelik şansı doğmuş oldu. ICSI, erkekten alınan bir sperm hücresinin kadının yumurtası içerisine çok ince iğneler kullanılarak, mikroskop altında sokulması işlemidir. Çalışmalar ilerledikçe ICSI azoospermik, yani menisinde hiç sperm hücresi bulunmayan erkeklerde de, yumurtasından ameliyat ile (TESE) elde edilen spermler kullanılarak başarıyla uygulanılmaya başlanıldı. Günümüzde ICSI artık geniş çapta kullanılan bir yöntem haline gelmiştir.
Yine de IVF ve ICSI, sorunları tamamen halletmiş değillerdir. Artık kadının her yaşta çocuk sahibi olabilmesi gündeme gelmiştir. Bu özellikle 40 yaş üzeri kadınlarda önemli bir problem teşkil etmektedir. Her ne kadar ileri yaş kadınlarda yumurta (oosit) bağışlanması ile çocuk sahibi olunabiliyorsa da, çiftlerin çoğu kendi çocuklarına sahip olmayı istemekteler ve üreme tıbbında günümüzde kaydedilen ilerlemeler sayesinde artık bu konu üzerinde çalışılmaktadır. Kısırlıkda tedavi arayışları, özellikle kendi genetik materyalleri ile çocuk sahibi olmak isteyen infertil çiftlerde, spermatozoa ve oosit için başka alternatif kaynakların bulunması konusunda araştırıcıları gayretlendirmiştir. Bu amaçla son yıllarda kopyalama (klonlama) üzerinde yoğun çalışmalar başlatılmıştır.
Olgun sperm hücreleri (spermatozoa) yerine tam olgunlaşmamış sperm hücrelerinin kullanılması
Azoospermik olgularda testislerde olgun sperm hücrelerinin bulunamadığı durumlarda daha tam olgunlaşmamış üreme hücrelerinin kullanılması ile gebelik elde edilmesi uğraşıları ilk olarak 1993 yılında deneysel temelde başlatıldı (Ogura ve Yanagimachi 1993). Üreme yeteneğine sahip ama olgunlaşmasını tamamlamamış hücreler arasında kısmen sonuç alınmış bir hücre yuvarlak spermatid’dir. Tavşan ve fare yuvarlak spermatidleri mikroenjeksiyon (ICSI) ile veya elektrofüzyon yoluyla oosit içerisine verildikleri zaman, kendi genetik materyallerini çoğaltabilirler ve komple gelişmeyi sağlayabilirler.
Hayvanlarda elde edilen bu başarılı sonuçlar insanlarda da tam olgunlaşmamış bu tip üreme hücrelerinin kadın yumurtası içerisine enjeksiyonunu gündeme getirmiştir. Bu yolla yuvarlak spermatidler kullanılarak yapılan ICSI neticesi fertilizasyon ve erken embriyo gelişimi başarılabilmiş ama fertilizasyon ve gebelik oranları çok düşük kalmıştır. Yuvarlak spermatidlerin bir ileri aşaması olan üreme hücreleri kullanıldığında ise daha başarılı olunmaktadır.
Her ne kadar yeteri kadar olgunlaşmamış sperm hücreleri ile sağlıklı bebekler dünyaya getirilmiş olsa da, bu yöntemin azoospermik erkeklerde bir tedavi biçimi olduğu bazı otörlerce kuşkuyla karşılanmaktadır. Bütün bu nedenler göz önüne alındığında, bahsedilen yöntemin düşük güvenilirliliği ve başarısının azlığı konularında hastaların mutlaka bilgilendirilmesi gerekmektedir.
Yuvarlak spermatidlerden bir önceki gelişim döneminde bulunan üreme hücreleri spermatositler’dir. Bunlar henüz genetik materyallerini dişi yumurtasını dölleyebilmeleri için gerekli yarı sayıya indirmediklerinden, ICSI teknolojisi ile başarılı sonuçlar vermemişlerdir. ICSI ile içerisine spermatosit verilmiş dişi yumurtalarının elektrik aktivasyonlarını takiben hem yumurta hem de spermatosit kromozomları biri anneden birisi de babadan gelmiş genetik materyallerinin bölünmesini ve birleşmelerini tamamlayarak, elde edilen 2 hücreli embriyolar anneye transfer edildiklerinde full-term gebelik başarılabilmiştir. Benzer şekilde, elektrikle aktive edilmiş yumurta içerisine spermatosit çekirdeği enjekte ederek, sonuçta embriyonun geliştiği ve sağlıklı bir çocuk dünyaya geldiği bildirilmiştir (Sofikitis 1998).
Benzer şekilde, çok daha erken evre spermatosit çekirdekleri dişi yumurtası içerisine enjekte edilerek, elektrikle aktive edilir edilmez genetik bölünmelerini tamamlayarak erkek ve dişiye ait iki pronukleus oluşturabilmektedirler. Bununla birlikte, 2 hücre evresinde transfer edilen böyle 258 embriyodan sadece 2’si normal gelişim gösterebilmiştir (Sasagawa 1998). Henüz gelişim aşamasında olsa da, çok erken spermatosit evresinde üreme hücrelerinin gelişiminde duraklama bulunan olgularda spermatositlerin kullanımının bir gün, iyi bir tedavi seçeneği olacağı kanısı vardır. Erken spermatosit evresinde gelişme duraklamasına bağlı olgularda bu tekniğin kullanılmasını takiben, ilk 2 yavru doğurtulmuş olup, hiç birisinde sayısal ya da yapısal kromozom anomalisi ortaya çıkmamıştır (Tesarik 1999).
Spermatogonium transplantasyonu
Spermatogoniumlar, erkekte testislerde bulunan en erken evre kök üreme hücresidir. Bu hücrelerin alınarak, başka tür hayvanların testisleri içerisine nakledilmelerini takiben, olgunlaşabilecekleri ve olgunlaşan bu sperm hücrelerinin ICSI ile kadın yumurtasına verilmesini takiben gebelik sağlanabileceği de düşünülerek, bu konuda deneysel çalışmalar yürütülmektedir. Hatta, kemoterapi ya da radyoterapi öncesi testislerden sperm hücreleri alınarak dondurulmak suretiyle saklanırlarsa, ileride testisleri haraplansa bile böyle testisler içerisine nakledilerek yeniden olgunlaşmalarının başarılması da üzerinde çalışılan konular arasındadır. Ancak insan üreme kök hücrelerinin başka hayvanlara transplantasyonu henüz pratik uygulama için kabul edilebilir bir yöntem haline gelmemiştir.
Kopyalama (Klonlama)
Hayvanlarda denenen klonlama insanda da uygulanmaya çalışılmaktadır. Ama bir çok ülkede insan klonlaması yasaklanmıştır. Yine de, klonlamadan elde edilen yeni bilgiler ile hücre çekirdeğinin transferi gibi teknikler üreme tıbbında bu gün karşılaştığımız önemli problemlere bir çözüm olarak görülmektedir.
Klonlamada esas olan, genetik materyalin yani kromozomların izolasyonu ve bununda nukleusu (çekirdeği) çıkarılmış bir kadın yumurta hücresi (oositi) içerisine nakledilmesidir. Dişi yumurta hücresinin çekirdeği, bir cam mikropipet kullanılarak mikromanipülasyon ile ya da kimyasal tedavi ile çıkarılabilir. Çekirdeği çıkarılmış bu hücre içerisine daha sonra, kopyalanması yapılacak kişinin bir hücresinin genetik materyali enjekte edilir ve elektrik stimülasyonu verilerek veya viral ajanlar kullanılarak, çekirdeği çıkarılmış alıcı yumurtası ile bu genetik materyalin birleşmesi, kaynamaları sağlanılabilir. Arkasından, embriyo gelişecek ve gelişen embriyo da kadının rahmi içerisine nakledilerek gebelik sağlanabilecektir. Bütün bu işlemler teorik olup, henüz hayvan deneyleri yapılmaktadır ve insanlarda pratik olarak uygulanmamaktadır.
Aşağıda, bahsedilen kopyalama tekniğinin eğer insanda uygulansa nasıl önerildiğinin şematize edilmiş hali görülmektedir.
Şekil 1. Sağlıklı bir kadından elde edilen yumurtanın, mikroskop altında çekirdeği çıkarılır.
Şekil 2. Kopyalanacak olan insanın uygun bir vücut hücresi, hazırlanan yumurtanın içerisine enjekte edilir.
Şekil 3. Hazırlanan yumurta elektrik akımına tabi tutulur.
Şekil 4. Takiben hücre bölünmesi gerçekleşerek embriyo oluşur, oluşan embriyo ise annenin rahmine nakledilir.
İnsanda gebeliklerin en az %5’inde rastlanılan genetik bozuklukların bir sebebi olarak annenin yaşı gösterilmektedir. Bu yaşa-bağlı genetik bozukluk, yaşlı kadınlarda gözlenen yetersiz embriyo gelişiminde esas nedendir, çünkü yaşlı kısır kadınlarda genç kadınların yumurtaları kullanıldığı zaman normal gebelik elde edilebilmektedir. Kadında yumurta hücresinin bölünmesinde anormalliğin gelişiminden yaşlanmış yumurta sorumlu tutulmaktadır. Böyle kadında yumurta defektlerinin düzeltilmesinde kullanılan bir yaklaşım, yaşlanma neticesi gelişmesi bozulmuş yumurta hücresinin çekirdeğinin çıkarılarak daha genç bir kadının oositinin içerisine nakledilmesidir (Zhang 1999).
Çalışmalar göstermiştir ki, farelerde çekirdek nakli yüksek bir etkinliğe sahiptir ve genetik bir hasara yol açmamaktadır (Takeuchi 1999). Aynı yöntem insan yumurtalarında uygulandığında ise yumurta düzelme oranları yine %80’in üzerinde olmaktadır ama olgun hale geçmeleri ancak %60’larda kalmaktadır. Buradaki düşük başarının nedeni laboratuvarda olgunlaşma için kullanılan kültür ortamlarının kalitesinin yetersiz oluşuna bağlanmaktadır. Her ne kadar yaşlı bir hücre çekirdeğinin genç bir hücre içerisine nakli neticesi gelişecek yumurta hakkında daha fazla sitogenetik bilgiye ihtiyaç varsa da, bu teknik yaşa bağlı genetik gelişim yetersizliklerinin tedavisinde tek tedavi seçeneği gibi görülmektedir. Teknik, yumurta yaşlanmasının tedavisinde kullanılabilecek bazı düzenlemeler ile daha başarılı hale getirilebilir.
Son zamanlarda dişi yumurta hücresinin sitoplazmasına ait kusurların bulunduğu gelişimsel bozukluklu embriyoların normal gelişimlerinin sağlanmasında, sitoplazma transferi üzerinde çalışılmaktadır. Gelişiminin belli bir evresindeki sağlıklı bir yumurtanın sitoplazması alınarak, daha önce defalarca üremeye yardımcı teknikler denenmiş ama kötü embriyo gelişimi nedeniyle hep başarısız kalınmış kısır bir kadının yumurta hücresi içerisine enjekte edilmiş, ve bu yöntemle normal bebek doğurtulabilmiştir (Cohen 1998). Ama bu yöntem, erken bölünme döneminde ortaya çıkabilecek kromozom dengesizliklerini düzeltmeyecektir.
Kadın yumurtasının çekirdek ve sitoplazma transferlerinde önemli bir problem, yumurtası kullanılacak olan 40 yaş üzerindeki yaşlı kadınların çok az sayıda yumurta yapıyor olmalarıdır. Ancak, klonlama sayesinde (yaşlı kadının vücudundaki bir hücrenin çekirdeğinin alınarak daha genç bir kadının önceden çekirdeği çıkarılmış yumurta hücresi içerisine taşınması) yeterli sayıda ve sağlıklı oosit elde edilebilir. Somatik hücrelerden canlı üreme hücrelerinin elde edilmesinden özellikle yaşlı kadınlar, erken over (yumurtalık) yetmezlikli kadınlar ve overlerinde hormona karşı cevap yetmezlikli kadınlar fayda göreceklerdir
Bir diğer yöntem ise bir üreme hücresinden ya da vücudun her hangi bir hücresinden alınan, henüz üreme için gerekli genetik bölünmesini tamamlamamış hücre çekirdeğinin, belli bir gelişim sürecini tamamlamış sağlıklı yumurta hücresi içine verildiğinde, bölünmelerini tamamlayabilmelerinden faydalanılarak yapılmaktadır (Kubelka 1997). Her ne kadar vücudun bir dokusundan alınan hücre çekirdeğinin üreme için gerekli olan bölünmesini tamamlaması klonlamaya benzer görülse de, sonuçta meydana gelen yumurtanın içindeki genetik materyalin çiftleşebileceği ve böylece her iki ebeveyne ait genetik materyal ile bir embriyo oluşturabileceği bir oosite de ihtiyacı bulunmaktadır. Klonlamada ise tek hücre genomu yeterli olmaktadır. Olgunlaşmamış bir dişi yumurta hücresi içerisine vücuttan alınan bir hücrenin çekirdeği enjekte edilerek, bu vücut hücresinde genetik bölünme başarılmıştır (Takeuchi 1999).
Bütün bunların yanısıra, yeni yapılandırılan yumurta içerisindeki hücre organellerinin fertilizasyon ve embriyo gelişimi üzerine etkisinin daha geniş kapsamlı araştırılması gerekmektedir. Ayrıca, vücut hücresinin çekirdeğinin genetik gelişiminin, yumurtanın çekirdeği ile uyuşup uyuşmayacağı da henüz bilinmemektedir. Diğer yandan, hücre çekirdeği nakli ile doğurtulan koyunlarda kromozomların önemli bir parçası olan telomer boyunun kısa bulunması nedeniyle, vücut hücrelerinden elde edilerek doğacak bir çocuğun yaşam süresi ve kalitesi üzerine bu yöntemin nasıl etkileri olur, araştırılması gereken bir diğer konudur.
Hayvanlarda yapılan klonlama işleminde genetik ve hücre içi organellerine ait hatalardan dolayı embriyo ve fötus ölüm oranları yüksek seyretmektedir. Bu nedenle, fötus kayıplarının nedenleri tam olarak anlaşılıncaya ya da bu yöntemin faydası deneysel çalışmalarla ispatlanıncaya kadar, erkekte vücut dokularından elde edilen hücre çekirdeklerinin kullanılması işlemleri ancak araştırma çalışmaları olarak kabul edilmelidir.
Hücrenin sitoplazması ve çekirdeğinin dişi yumurtası içine transferi güvenilir ve etkin bir yöntem olarak bulunursa, tüp bebek ile sonuç alamayan kadınlarda, kendi genetik materyali ile çocuk sahibi olma konusunda yeni bir ufuk açılmış olacaktır.
Sonuç
Alternatif gamet kaynakları sadece bir bilim saplantısı değil, aynı zamanda gerçek bir ihtiyaçtır da. Günümüzde bu manipülasyonların çoğu, erkekte üremeye yardımcı tekniklerin kullanılmasında kısa süre içerisinde fayda sağlanılacağı görünümü vermemektedir. Ancak, öncelikle çocuğun genetik olarak normal olduğunu ve yöntemlerin hayvanlarda test edildikten sonra güvenilirliliklerinin ispatlanması öncelikle kesin olarak ortaya konmalı. İleride yapılacak çalışmalar bu konuda cesaret verici olacaktır.
Azoospermik erkeklerde olgunlaşmasını yeteri kadar tamamlamamış üreme hücrelerinin kullanımı günümüzde çoğu olguda tek tedavi olasılığı olarak durmaktadır. Her ne kadar bu yöntemin başarısı düşük olsa da, sağlıklı bebekler de bildirilmektedir. Demek ki gametlerin çiftleşmesi için sperm oluşumunda morfolojik basamakların hepsinin tamamlanmasına mutlak gerek yoktur. Deneysel olarak, kısmen de insanlarda spermatositlerin kullanılmasıyla, spermatogenetik hücre öncülerinin normal gelişimi sağlayabildikleri artık bilinmektedir. Diğer yandan, olgunlaşması geri kalmış üreme hücrelerinin kullanımı yetersiz genetik gelişim, yaşam sürecinin izah edilemiyen kısalığı ve bazı çocuklarda, özellikle gelişimi çok geri kalmış üreme hücreleri kullanıldığı zaman doğan fare yavrularında görüldüğü gibi gelişim geriliği konularında önemli tartışmalar ortaya çıkarmıştır.
Çekirdek naklinin yüksek etkinlikte bir yöntem olduğu farelerde gösterilmiş, ve kullanılan oositlerin %90’ından fazlasında kısmen de olsa gelişim sağlanılmış olup, genetik yapının normal olduğu gözlenmiştir. İnsan oositleri kullanıldığında ise, maturasyon oranları daima düşük kalmaktadır. Bunu nedeni belki de dişi yumrtasının laboratuvar şartlarında gelişiminde kullanılan tekniğin yetersiz kalmasıdır. Her ne olursa olsun, çekirdek transplantasyonun, özellikle hormona yetersiz yanıt veren kadınlarda ve yaşlılarda görülen yaşa-bağlı genetik yetersizliğin tedavisinde çekici bir yöntem olduğu elbette ortaya konulacaktır.
Gametlerin manipülasyonu ile, teorik olarak, vücut hücrelerinin çekirdeklerinin çıkarılarak başka bir hücre içerisinde üreme için gerekli bölünmelerinin sağlanılması her yaş ve her zaman için mümkün olabilecek bir uygulama haline gelebilir
Daha geniş bilgi için: Tsai MC, et al: Opinion: Alternative sources of gametes: reality or science fiction? Hum Reprod 2000: 15: 988.
