Prof.Dr. Kaan AYDOS
Son yıllarda yapılan çalışmalar testislerde sperm üretiminin yani spermatogenezin nasıl olduğu konusuna oldukça farklı bir bakış açısı kazandırmıştır. Yakın zamana kadar testiste en erken evre kök hücrelerinin spermatogoniumlar olduğu ve olgun spermleri sadece bunların doğurduğu idi. Eğer bunlar da yoksa kesinlikle sperm oluşmayacağı ve hiçbir tedavinin de fayda etmeyeceği kabul ediliyordu. Yeni araştırmalar ise artık bunun geçerli olmadığını, klasik biyopsi incelemesi ile germ serisi hücre görülmese bile, genetik defektler dışında her durumda bir tedavi olasılığı bulunabileceğini, hormon tedavisinin de burada başrolü oynadığını ortaya çıkardı.
Spermatozoa, kuyruk gelişimini tamamlamış ve yumurtayı fertilize edebilecek kapasiteye erişmiş olgun sperm hücreleridir. Seminifer tubüller içerisinde, Sertoli hücreleri ile temas halinde bulunurlar. Çocuk sahibi olmaya niyetlenen bir erkeğin sperm tahlillerinde ve TESE ameliyatı ile testislerinde bulunmaya çalışılan da bu hücrelerdir. FSH ve LH ise, hipofizden salgılanan ve sırasıyla Sertoli hücreleri ile Leydig hücrelerini uyararak sperm üretimini sağlayan temel hormonlardır. Leydig hücreleri vücuttaki testosteronunun %95’inin yapımından sorumludur. Ayrıca sperm üretiminde rol alan 2 önemli madde daha burada yapılır: ILGF1 (insülin benzeri büyüme faktörü) ve CSF1 (koloni yapıcı faktör). Testosteron Leydig hücrelerinde yapıldıktan sonra dışarı çıkar ve androjen reseptörüne bağlanarak bir yandan erkeklik yapıcı özellikleri desteklerken diğer yandan da sperm yapımını uyarır, aynı zamanda da androjen taşıyıcı proteine bağlanarak içinden spermin geçtiği kanallarla uzaklara taşınır.
Androjen reseptörü çok önemlidir. Çünkü Sertoli hücrelerinde, peritubüler kas-benzeri miyoid hücrelerde, Leydig hücrelerinde ve sperm hücrelerinde (spermatid) bulunur. Dolayısıyla bu hücrelerin gelişmesinde ve çalışmasında mutlaka gereklidir. Özellikle spermatidlerdeki androjen resptörlerine bağlanarak hem bunlardan olgun sperm hücresinin gelişmesini sağlar hem de DNA’nın çalışmasını destekleyerek DNA hasarlarının gelişmesini önler. Diğer 
yandan, FSH ile birlikte Sertoli hücreleri üzerindeki reseptörlerine bağlanarak kan-testis bariyerinin oluşmasını ve bitişiğindeki sperm hücrelerinin sağlıklı biçimde gelişmesini destekler.
Seminifer tüplerin etrafını çevreleyen peritubüler miyoid hücreler, sperm üretiminde rol alan bir diğer yapıdır. Hem tüplerin sağlam kalmasını desteklerler hem de kasılarak spermlerin ileri doğru atılmasına yardımcı olurlar. Ancak bu görevlerinin dışında peritubüler hücreler bazı maddeler de salgılayarak sperm yapımına katkıda bulunur. Örneğin testosteronun bunlar üzerine tutunması sonucu CSF1 ve GDNF adlı enzimi salgılarlar. GDNF ise sperm kök hücrelerinin olgunlaşması için çok önemli bir maddedir. Çünkü bunun sperm kök hücrelerinin genleri üzerine temas etmesi neticesi çok sayıda önemli madde yapılmaya başlar (örneğin NGN3) ve bunlar da sperm kök hücrelerinin olgunlaşmasını sağlar.
Makrofaj lökositler de testis içinde belli bir düzeyde bulunarak spermatogenezi destekleyen hücrelerdir. 25-hidroksi kolesterol adlı enzimi yaparlar ki bu, Leydig hücreleri içinde testosteron yapımı sırasında gerekli bir maddedir. Zaten makrofajlarla Leydig hücreleri arasında köprüler de oluşarak, aralarında madde geçişi sağlanır. Makrofajlarda ayrıca CSF1 ve retinoik asit yapımı da olur. Bunlar doğrudan sperm kök hücrelerini uyarıcı etkiye sahiptirler. Retinoik asit bir çeşit A vitamini şekli olup, hem makrofajlarda hem de Sertoli hücrelerinde yapılır.
Testisin vasküler sistemi spermatogenezde aktif olarak rol oynar. Daha embriyo dönemindeyken kök hücrelerin testis içinde uygun yerlerine yerleşmesi, vasküler gelişim ile yakından ilgilidir. Arterlerin düzgün şekilde ilerleyerek testisin her yerinin yeteri biçimde kanlanması, sağlıklı sperm üretiminde çok önemlidir. Çünkü sperm kök hücreleri olgun sperm yapmaya başlayacakları zaman, NGN3 (nörogenin 3) adlı genleri çalışmaya başlar ve damarların bol olduğu bölgelere göç ederler. Burada hem daha fazla oksijen vardır hem de kanla gelen bol miktarda besin maddesi ile buluşabilirler. Testis damarlarının duvarında CSF1 de salgılanır. Bu da sperm kök hücrelerinin çoğalmasını sağlar. Damarların gelişmesinden VEGFA (vasküler büyüme faktörü) adlı bir madde sorumludur. VEGFA ise Leydig hücresi, Sertoli hücresi ve doğrudan sperm hücrelerinden salgılanır.
Seminifer tubüllerin içerisinde sperm üretimi VSELs (Very Small Embryonic-Like stem cells; çok küçük embriyon benzeri kök hücreler) adı verilen kök hücrelerden başlar. Bunlar, spermatogonium doğuran hücreler olarak kabul edilir. Bunların varlığının bugüne kadar bilinmemesinin nedeni ise, çok az sayıda olmaları ve boyutlarının mikroskobik incelemelerde gözle görülemeyecek kadar küçük olmalarıydı. VSEL hücrelerinin varlığı ancak son birkaç sene içerisinde anlaşıldı. Bunlar FSH’ya duyarlı reseptörler taşımakta olup, bu sayede hormonlarla uyarıldıklarında olgun sperm hücrelerine dönüşebilmektedirler.
VSEL kök hücreleri pluripotent hücrelerdir yani uygun şartları bulduklarında vücudumuzu oluşturan her türlü dokuya doğru gelişim gösterebilirler. Bunlar sadece testiste değil, başka organlarda da gösterilmiştir. Ancak testis içinde, çevresel uyarıcıların etkisiyle sperm yönünde farklılaşırlar. Farklı dokulara büyüme potansiyeli taşıdıkları için, testis tümörlerinin gelişiminde de bu hücrelerin rolünün olabileceği düşünülmekte.
VSEL kök hücreleri testis içinde, sperm üretiminin gerçekleştiği seminifer tüplerin bazal membranının hemen üzerinde bulunurlar. Embriyonun oluşması ile birlikte ortaya çıkıp, kendi kendilerine bölünerek hayat boyu da varlıklını sürdürebilirler. Bir anlamda testiste sperm oluşturacak, hazırda bekleyen yedek hücreler olarak hizmet ederler. VSEL hücrelerinin çoğalarak sperm serisi hücrelere farklılaşmalarını, içlerindeki Oct-4 (Octamer-binding transforming factor), Nanog ve TERT adlı proteinler sağlar. Bölünmeleri sırasında yandan tomurcuklandıkları izlenir. Yeni oluşan yavru tomurcuk daha küçük olduğu için de asimetrik bir görünümleri vardır. Bu nedenle de pluripotent özellikte olan hücreler asimetrik hücre çiftleri olarak bilinirler. İkişer hücreden oluşan gruplar halinde bulunurlar.
Seminifer tüpler çerisinde VSEL hücrelerinin hemen üzerinde koyu renkli spermatogonium adı verilen hücreler vardır (koyu/dark spermatogonium Ad; SSCs). Bunlar VSEL hücrelerinin bölünmesinden oluşurlar. Farkı ise hem çoğalarak birbirlerine sitoplazmik köprülerle bağlanmış klonlar halinde zincir görünümünde olmaları (klonlaşma evresi ya da 
spermatogenez dalgası) hem de çekirdeklerinin daha koyu renkli olmasıdır. VSELs gibi asimetrik hücre çiftleri şeklinden çıkıp, simetrik hücrelerden oluşmuş zincirler halindedirler. Koyu spermatogonium Ad içerisinde Oct-4A proteini ise artık çekirdekten çıkıp sitoplazmaya geçer. Bu sırada yapısı da değişerek Oct-4B adını alır. Çekirdeklerinin koyu renkli olması, artık sperm hücresi oluşturma yoluna girdikleri için genetik malzemelerinin yani DNA’larının pluripotent çalışmayı durdurup daha değişik bir yapıya dönüşmesindendir. Çünkü sperm gibi özelleşmiş hücreler oluşturacakları için DNA üzerine yeni moleküller bağlanmaya başlar (metil grupları). Buna epigenetik değişiklikler (reprogramming; yeniden programlanma) adı verilir. Bunların olması için genetik mekanizmanın yoğun biçimde çalışması gerektiğinden hem Oct-4B proteinin miktarı 3-10 kat artar hem de DNA histon proteinlerine sıkıca sarılarak yoğunlaşır ve neticede mikroskop altında daha koyu renkli görülür. Koyu spermatogonium Ad hücreleri artık VSEL hücrelerinde olduğu gibi her yöne farklılaşabilecek pluripotent embriyo hücresi olma özelliklerini kaybedip, sperm şeklinde daha özelleşmiş hücreleri yapma yoluna girmişlerdir (lineage-specific function; hedefe özelleşmiş hücreler). Bu da, epigenetik değişiklikler neticesi embriyonik genlerin susturulup, hücreye özelleşmiş genlerin çalışmaya başlamasıyla gerçekleşir.
