(Bu yazı GENÇ İVEK SAĞLIK BİLİM VE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ’nin 6. sayısında yayımlanmıştır.)
Berranur SERT
Gebze Teknik Üniversitesi – Moleküler Biyoloji ve Genetik
Lisans Öğrencisi
SARS-CoV-2 nedeniyle ortaya çıkan pandemik durum küresel bir endişe haline gelmekle beraber, teyit edilen vakaların sayısı sürekli arttığı için dünyayı yüksek alarma geçirmiştir. 15 Haziran 2020’de Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından bildirildiği üzere yaklaşık 430.241 ölümü olan 7.761.609’dan fazla doğrulanmış vaka bulunmaktadır. COVID-19 dünya çapında 216 ülkeyi etkilemiştir ve ölüm oranı bildirilen toplam COVID-19 vakasının yaklaşık % 3.4’ü kadardır. Dünya bu ölümcül virüse karşı savaşırken aynı zamanda etkili tedaviler bulmak için de adeta bir yarışa girmiştir. COVID-19 pnömonisini tedavi etmek için Mezenkimal Kök Hücreler (MSC’ler) kullanan Çin’den, COVID-19 enfekte hastalar için potansiyel bir tedaviye biraz ışık tutmuştur. Çeşitli çalışmalarda, bu MSC’ler tarafından salgılanan eksozomların hücrenin biyolojik ve terapötik etkinliğine katkıda bulunduğu da bildirilmiştir. Bu eksozomların çeşitli akciğer hastalıklarında güvenilirliğini ve fizibilitesini değerlendiren, böylece hücresiz bir terapötik ajan olarak önerdikleri raporları bulunmaktadır.
Mart 2020’de Mezenkimal kök hücrelerle ilgili yayınlanan çalışmada MSC transplantasyonunun COVID-19 pnömoni hastalarının sonuçlarını iyileştirme potansiyeli araştırıldı. Tek bir doz MSC müdahalesinden sonra, bu hastaların fonksiyonel koşullarında herhangi bir yan etki olmaksızın önemli bir iyileşme olduğu gözlenmiştir. MSC transplantasyonundan sonraki 2 gün içinde bu hastaların solunum fonksiyonlarında ciddi bir düzelme olduğu gözlemlendiği için, MSC naklinin etkili olduğu bulunmuştur. Benzer şekilde, Şekil 1’de görüldüğü üzere kemik iliği, yağ dokusu, plasenta gibi çeşitli kaynaktan izole edilen MSC’lerin etkinliğini ve güvenliğini değerlendirmek için başka klinik çalışmalar da kaydedilmiştir.
MSC kullanan bu tür bulgular, yüksek rejeneratif ve immünomodülatör özellikleri ile iyi bilindiği için şaşırtıcı olmamalıdır. MSC’ler, akciğer hasarını yenilemek ve onarmak, fibroza direnmek için IL-10, hepatosit büyüme faktörü, keratinosit büyüme faktörü ve VEGF salgılayabilirler. MSC’ler, aynı zamanda T lenfositleri ve makrofajlarının anormal aktivasyonunu inhibe etme ve düzenleyici T hücreleri (regulatory T cells -Treg) alt kümelerine ve anti-enflamatuar makrofajlara farklılaşmalarını indükleme potansiyeline sahiptir. MSC’lerin bu fonksiyonel yönleri, onları COVID-19 tedavisi için mevcut diğer hücresel tedaviler arasında ideal bir aday haline getirmektedir.
Şekil 2’de görüldüğü gibi kök hücre tedavisinden sonra akciğerlerde enflamasyon ve oksidatif stres azalmış, endotel sıvı kaçağı stabilizasyonu sağlanmış, alveoler-kılcal bariyeri fonksiyonu iyileşmiş ve doku onarımı gerçekleşmiştir. MSC rejeneratif ve onarım mekanizmaları genellikle hasarlı hücreleri değiştirme, anti-enflamatuar sitokinleri serbest bırakma, anjiyogenezi teşvik etme gibi özellikleriyle çeşitli hastalıklarda mevcut diğer hücre temelli tedaviler arasında en yaygın ve en çok araştırılan hücre türüdür.
Çeşitli klinik öncesi çalışmalar MSC’lerin solunum yolu hastalıklarını tedavi etme konusundaki yaklaşımını araştırmıştır. Bu çalışmalara dayanarak, 2016 yılında yayınlanan ilk AETHER çalışması, hafif ila orta şiddette idiyopatik pulmoner fibrozlu dokuz hastada tek bir kemik iliği kaynaklı MSC infüzyonunun güvenliğini değerlendirmiştir. Bu tür çalışmalar solunum yolu bozukluğu olan hastaların tedavisinde MSC’lerin kullanılması için temel oluşturmuştur ve etkili olduğu gösterilmiştir. Çin’de koronavirüs hastalarını tedavi etmek için kök hücreleri kullanılarak yapılan en az 14 çalışma bildirilmiştir. Sars-CoV-2’nin neden olduğu ciddi organ hasarını onarabildiğini ve MSC’lerin çok önemli immünomodülasyon özellik olduğu bildirilmiş. Çin’de sekiz hasta bu kök hücreler kullanılarak başarıyla tedavi edilmiştir. Bunlar arasında, ikisi kritik derecede hasta olup COVID-19’u mezenkimal kök hücrelerle yenen ilk kişi 65 yaşında bir kadın hastadır. COVID-19 pnömoni hastası (1 kritik şiddetli, 4 şiddetli ve 2 yaygın) Pekin YouAn Hastanesinde MSC ile tedavi edilmiş ve fonksiyonel sonuçları önemli ölçüde iyileştiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, her iki kritik hasta durumu da iltihaplanma, solunum ve beyaz kan hücrelerinin sayısında azalma, pnömoni infiltrasyonunda azalma ve negatif Sars-CoV-2 varlık testleri ile önemli ölçüde iyileşmiştir.
Akciğer Hastalıklarında MSC Kaynaklı Eksozomların Terapötik Rolü:
MSC’den türetilen, tüm hücre tipleri tarafından salgılanan ve hücre-hücre iletişimindeki rolleri ile bilinen 30 nm −150 nm büyüklüğündeki küçük nanoveziküller olan ekzosomlar; COVID-19 salgını ile mücadelede terapötik ve farmakolojik bir müdahale olarak potansiyel rollerini değerlendirmek için yeterince ilgi kazanmıştır. Daha önceki çalışmalarla astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH), idiyopatik pulmoner fibroz (IPF), pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH) ve Akut Solunum sıkıntısı sendromu (ARDS) dahil olmak üzere çeşitli akciğer hastalıklarında ekzosomların rolü araştırılmıştır.
Kaynaklar
- Gaye, B., Fanidi, A., & Jouven, X. (2020). Denominator matters in estimating COVID-19 mortality rates. European Heart Journal.
- Pinky, Suchi Gupta,Vishnu Krishnakumar, Yashvi Sharma, Amit Kumar Dinda, Sujata Mohanty. Mesenchymal Stem Cell Derived Exosomes: a Nano Platform for Therapeutics and Drug Delivery in Combating COVID-19.
- Leng Z, Zhu R, Hou W, Feng Y, Yang Y, Han Q, Shan G, Meng F, Du D, Wang S, Fan J. Transplantation of ACE2-mesenchymal stem cells improves the outcome of patients with COVID-19 pneumonia. Aging and Disease. 2020;11(2):216–228.
- Cruz, T., & Rojas, M. (2019). Preclinical evidence for the role of stem/stromal cells in targeting ards. InStem Cell-Based Therapy for Lung Disease (pp. 199–217). Cham: Springer.
- Zanoni M, Cortesi M, Zamagni A, Tesei A. The role of mesenchymal stem cells in radiation-induced lung fibrosis. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(16):3876.
- Golchin, A., Seyedjafari, E., & Ardeshirylajimi, A. (2020). Mesenchymal stem cell therapy for COVID-19: present or future. Stem Cell Reviews and Reports, 1–7.
- Cruz FF, Rocco PR. The potential of mesenchymal stem cell therapy for chronic lung disease. Expert Review of Respiratory Medicine. 2020;14(1):31–39
- Pelaia, C., Vatrella, A., Sciacqua, A., Terracciano, R., & Pelaia, G. (2020). Role of p38-mitogen-activated protein kinase in COPD: pathobiological implications and therapeutic perspectives. Expert Review of Respiratory Medicine. just-accepted.
- Sengupta, V., Sengupta, S., Lazo, A., Woods, P., Nolan, A., & Bremer, N. (2020). Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells as treatment for severe COVID-19. Stem Cells and Development.
- https://bioinst.com/en/COVID-19-mesenchymal-stem-cells-effective-against-sars-cov-2/
- Ali Golchin, Ehsan Seyedjafari, Abdolreza Ardeshirylajim; Mesenchymal Stem Cell Therapy for COVID-19: Present or Future