Alıntıdır
MACS - GENEL BİLGİLENDİRME
Infetilite Kavramında MACS'ın Yeri
Üremeye yardımcı tedavi yöntemleri günümüzde doğal yolla bebek sahibi olamayan çiftlere uygulanan en ileri tedavi yöntemidir. Bu yöntemler, esas olarak anne ve baba adayına ait anatomik, hücresel, genetik ve bağışıklık sistemleri ile ilgili problemleri hedef almaktadır. Günümüzde erkek kaynaklı hücresel problemler, infertilitenin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu problemler, ana hatlarıyla, sperm sayısının azalması, hareketliliğinin düşmesi ve morfolojik özelliklerinin bozulmasıdır. Bilindiği üzere sperm değerleri (sayı, hareketlilik, morfoloji) anne adayının vücudunda sperm hücrelerinin yumurtaya ulaşması, döllemesi için son derece önemlidir. Bu değerlerdeki bozulmalar, sadece doğal gebeliğin oluşumunu olumsuz yönde etkilemekle kalmamakta, aynı zamanda seçilecek tedavi yönteminde de belirleyici rol almaktadır. Doğal yolla yumurtaya ulaşma ve dölleme yeteneği azalmış bir sperm popülasyonu bulunması halinde, klasik tüp bebek ve intra uterin inseminasyon (IUI-aşılama) tedavilerinde de başarı şansı azalmaktadır. 1992 yılından itibaren uygulanmakta olan intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu (ICSI-mikroenjeksiyon) yönteminin yararı işte burada görülmektedir. Gerek doğal üreme sisteminde, gerekse spermin yumurtayı kendi yeteneği, kapasitesi ile bulup döllemesinin zorlaştığı, ileri derecede sperm değerlerinin bozulduğu olgularda ICSI ile oldukça başarılı sonuçlar alınmış ve günümüzde erkek kaynaklı infertilitenin temel tedavi yöntemi ICSI olmuştur. ICSI, temel olarak, yumurtaya ulaşma ve dölleme kapasitesi azalmış spermlerin bir mikroskobik enjektör aracılığıyla anne adayından alınan yumurtalara enjekte edilmesi, döllenen yumurtalardan gelişen embriyoların seçilerek anne adayına transferi olarak tanımlanabilir.
MACS'ın yararlandığı Temel Mekanizmalar
Son yıllarda yürütülen çalışmalar, sperm değerlerinin, sayılarının, hareketliliklerinin, morfolojilerinin bozulduğu olgularda spermlerin standart mikroskoplarla görülemeyen diğer bazı özelliklerinin de bozulmaya uğradığını göstermektedir. Bu özellikler üç temel başlıkta toplanabilir. Bunlar, spermlerin olgunlaşma aşamalarının aksaması, kapasitasyon adı verilen dölleme yeteneklerinin azalması ve spermlerde apoptozis oranının artmasıdır. Bizim çalışmalarımız apoptozis üzerine yoğunlaşmıştır. Apoptozis, programlanmış hücre ölümü olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir ifadeyle hücre intiharı olarak kullanılabilir. Neden apoptozis oranı, sperm değerleri düştüğü zaman artar: Bu sorunun esas cevabı “abortive apoptosis” olarak karşımıza çıkmaktadır. Abortive apoptosis, bir sperm hücresinin, bazı genetik faktörler nedeniyle veya bazı dış etkenler (testis ve epididimis içi mikro çevre, kimyasallar, yüksek ısı, radyasyon, enfeksiyonlar, bazı ilaçlar vs…
hasar görmesi halinde kendini öldürerek hasarlı yapısını fetüse taşımasının engellenmesidir. Burada dikkat çekmemiz gereken noktalardan bir tanesi, spermlerde apoptozis oranının artmasına neden olan faktörlerin aynı zamanda sperm değerlerinin bozulmasına neden olan faktörlerle aynı olmasıdır. Yani bu faktörler hem sperm değerlerini bozmakta, hem de bozulan sperm parametrelerindeki artışa paralel oranda apoptozis, yani hücre ölümü oranını arttırmaktadır. Bu sistem, organizmanın hasar görmüş hücrelerini ortadan kaldırmak için uyguladığı temel bir mekanizmadır. Peki, ICSI uygulamalarında her bir spermin mikroskop altında seçilip yumurtaya enjekte edildiği aşamada apoptotik (apoptozise uğramış) hücreleri yumurtaya enjekte etme riski var mıdır? Evet vardır. Apoptotik bir sperm, tamamen ölene kadar mikroskop altında tanınamamaktadır. Spermlerinin belli bir yüzdesi apoptotik olan bir baba adayının eşinden alınan yumurtalara uygulanan ICSI işleminde, aynı yüzde oranda apoptotik sperm enjeksiyonu yapılması kaçınılmazdır. Örneğin apoptozis oranı %30 olan bir sperm örneği ile ICSI uygulandığı zaman, anne adayından elde edilen 10 yumurtanın 3’üne apoptotik sperm enjekte edilme riski vardır. Peki, bu yumurtaların akıbeti ne olur? Embriyo gelişimi belli bir aşamada duraklama gösterir. Biz bugün biliyoruz ki, sperm değerlerinin bozulduğu baba adaylarında apoptozis oranı %5’lerden başlayarak %50’lere kadar çıkabilmektedir. Bu da ICSI tedavisinde anne adayından alınan yumurtalara %5’ten başlayarak %50’lere varan oranda apoptotik sperm enjeksiyonu yapılması riskini de beraberinde getirmektedir.
Nasıl Çalışır?
Bu sorunu nasıl çözebiliriz? Biliyoruz ki apoptotik spermler hücre ölümü tam olarak gerçekleşene kadar özel boyalar kullanılmadan tespit edilemiyorlar. Acaba bu hücreleri ayırıp, uzaklaştırmak mümkün müdür? Laboratuvar sorumlumuz Biyolog Doktor Enver Kerem Dirican’ın2005 yılından itibaren yaptığımız araştırmalarda, MACS teknolojisinin bu ayırımı yapabilen bir uygulama olabileceği görülmüştür. MACS (Magnetic Activated Cell Sorter), hücrelerin yüzeylerindeki bazı değişimlerden yararlanarak, hücreleri boyamadan, canlı vaziyette seçme ayırma imkanı veren bir teknolojidir. Apoptotik spermlerde fosfatidilserin molekülü, normalde hücrenin iç kısmında daha yoğun bulunması gerekirken, hücrenin dış yüzeyine taşınmaktadır. Bu molekül, hücre ayırımı için önemlidir. MACS teknolojisi, sadece bu moleküle özgü, yani fosfatidilserine bağlanan, ancak başka moleküllere bağlanmayan bir proteinden yararlanır. Bu protein annexin’dir. Sistemde, annexin proteini çok küçük demir parçacıklarının etrafına kaplanmıştır. Bu karışım, uygulama yapılacak olan sperm örneği ile aynı tüpe yerleştirilir. Annexin proteini ve kapladıkları demir parçacıkları gider fosfatidilserin molekülüne bağlanır. Bu karışım özel bir mıknatıstan geçirilir. Geçiş esnasında demir parçacıkları, annexin proteinleri ve onlara bağlanmış hücreler, yani apoptotik olup fosfatidilserin molekülü dış yüzeyinde yer alan spermler mıknatısa yapışır. Fosfatidilserin molekülü dış yüzeyine taşınmamış, yani apoptozis başlamamış, yani annexine bağlanmayan spermler mıknatısa yapışmaz, akar ve bir tüpte toplanarak ICSI için kullanılabilir. MACS teknolojisinin spermler de dâhil olmak üzere birçok hücre tipinde apoptotik hücreleri ayırdığı, elimine ettiği, uzaklaştırdığı araştırmacılar tarafından gösterilmiştir. Ayrıca bu teknolojinin hücrede hiçbir hasar yaratmadığı, tamamen biyolojik olduğu ve herhangi bir kimyasal kullanılmadığı da bilinmektedir. Bu teknoloji günümüzde kan nakilleri de dâhil olmak üzere birçok alanda sağlıklı olarak kullanılmaktadır. Merkezimizde yürütülen ön çalışmalar sonucunda, MACS teknolojisinin apoptotik sperm oranı artmış olan, yani sperm değerlerinin düşme gözlendiği çiftlere yardımcı olması gerektiği belirlenmiş ve bu bağlamda bir araştırma başlatılmasına karar verilmiştir.
Biz Ne Yaptık?
Kerem Dirican, 2007 yılının son çeyreğinde başlayan çalışmamızı bu temel prensipten yararlanılarak dizayn etmiştir. Öncelikle apoptotik sperm oranlarının arttığı bilinen, literatürde gösterilmiş, sperm sayısının azaldığı olgular çalışmaya alınmıştır. Çalışmamızda MACS teknolojisinin uygulandığı çiftlerin döllenme, embriyo gelişimi ve gebelik sonuçları, klasik sperm hazırlama yöntemleri uygulanan çiftlerle karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalı çalışma dünyada ilk MAYA tarafından uygulanmıştır. Bu çalışmanın sonucunda dünyada ilk kez MACS teknolojisi ile apoptotik spermlerin uzaklaştırılmasının ardından uygulanan ICSI tedavilerinin sonuçları yayınlanmıştır.
Nedir çalışmanın sonuçları? Çalışmada en dramatik gelişme klivaj oranlarında elde edildi. Klivaj terimi, döllenmiş yumurtadan gelişen embriyo sayısını ifade eder. Çalışmamızda klivaj oranlarında MACS uygulanan çiftlerde anlamlı bir artış olduğu gösterildi. Örneğin klasik sperm seçme yöntemleri sonrasında uygulanan ICSI sonucunda döllenen her 100 yumurtadan yaklaşık 80’i günüyle uyumlu duraksama göstermeyen embriyo aşamasına ulaşırken, MACS uygulanması halinde bu oranın %90’ların üzerine çıktığı belirlenmiştir. Bu veriler, MACS teknolojisinin ve apoptozis mekanizmasının temelleri ile de uyumludur. Yani, ölüm sürecine girmiş bir spermin oluşturduğu döllenmenin, embriyo gelişiminin belli bir aşamasında duraksama göstermesi kaçınılmazdır. Bizim çalışmamız bu gerçeği açık bir şekilde ortaya koymuştur.
Bu ilerleme çiftlere gebelik oranlarında artış şeklinde bir yarar sağlamıştır. Çalışmamızda MACS uygulanan çiftlerde gebelik oranlarında %30’lara varan bir artış olduğu gösterilmiştir. Bu artışın ana nedeninin, embriyo gelişiminde duraksamanın azaltılması, buna bağlı olarak gelişen embriyo sayısında artış sağlanması ve embriyo transferi için daha zengin bir embriyo havuzundan seçim yapılmasına imkan vermesine bağlanması mantıklıdır.
Çalışmamız, üreme sağlığı alanında dünyada önde gelen mesleki süreli yayınlardan olan “Journal of Assisted Reproduction and Genetics” adlı dergiye gönderilmiştir. Şu anda basım aşamasındadır.