Prof.Dr. Kaan Aydos
Son yıllarda yapılan çalışmalar testislerde sperm üretiminin yani spermatogenezin nasıl olduğu konusuna oldukça farklı bir bakış açısı kazandırmıştır. Bunun neticesinde de azoospermi olgularında klasik tedavi yaklaşımlarının yeniden gözden geçirilme gereği ortaya çıktı. Artık TESE ile testislerde hiç sperm hücresi bulunmasa, biyopsilerde de Sertoli Cell Only Sendromu gelse, yani olgun ya da olgunlaşmamış hiç sperm hücresi görülmese bile, yine de testis içinde kök hücre bulunabileceği ve bunların gonadotropik hormonlarla uyarılıp olgun sperm hücresi haline gelme potansiyeline sahip oldukları bulundu. Oysa bugüne kadar bilinen, testiste spermatogonium denilen sperm kök hücrelerinin 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, genetik defektler dışında her durumda bir tedavi olasılığı bulunabileceğini, hormon tedavisinin de burada başrolü oynadığını ortaya çıkardı.
Sperm Üretimi
Kuyruğu olan ve yumurtayı dölleyerek çocuk olmasını sağlayan olgun sperm hücrelerine spermatozoa adı verilir. Sperm tahlillerinde ve TESE ameliyatı ile bulunmaya çalışılan da işte bu hücrelerdir. Azoospermi durumunda tahlillerde hiç spermatozoa görülmez. Böyle durumlarda TESE yapılarak testis içinde spermatozoa aranır. Spermatozoa yoksa, tüp bebeğe de geçilemez. Gonadotropinler denilen hormon ilaçları, sperm üretimini başlatmak için kullanılır. Bu ilaçlar testis içinde Sertoli hücreleri adı verilen bir grup destek hücresini uyararak etki gösterirler. Sertoli hücreleri de hemen bitişiğinde bulunan ve sperm hücrelerinin kaynağını oluşturan spermatogoniumları besleyerek bunların olgun spermatozoa yapmasını sağlar. Eğer Sertoli hücresinde bir bozukluk varsa ya da hiç spermatogonium yoksa bu hormonların da fayda etmeyeceği kabul edilir. Testis biyopsisi yapılıp Sertoli Cell Only Sendromu gelmişse, hiç spermatogonium bulunmadığı için böyle tedaviler de önerilmez. Bu nedenle, TESE ile sperm hücresi bulunmayan çoğu azoospermik erkekte tedaviye de gerek görülmez.
VSEL kök hücreleri
Oysa yeni araştırmalar durumun hiç de sanıldığı gibi olmadığını, testis içinde her zaman kök hücrelerin bulunabileceğini ve bunların da hormon tedavisi ile olgun sperme dönüşebileceğini gösterdi. Böyle kök hücrelerinin varlığının bugüne kadar bilinmemesinin nedeni ise, çok az sayıda olmaları ve boyutlarının mikroskobik incelemelerde gözle görülemeyecek kadar küçük olmalarıydı. Varlıkları yeni anlaşılan bu kök hücrelere VSELs (Very Small Embryonic-Like stem cells; çok küçük embriyon benzeri kök hücreler) adı verilmekte. Yani klasik olarak bildiğimiz sperm kök hücresi olarak kabul edilen spermatogoniumların da gerisinde, VSEL kök hücreleri bulunmakta. VSEL hücrelerinin varlığı ancak son birkaç sene içerisinde anlaşıldı. Daha da ilginci, bunların gonadotropik hormonlara duyarlı alıcılar yani reseptörler içerdiği ve bu sayede hormonlarla uyarıldıklarında olgun sperm hücrelerine dönüşebilecekleridir. Bu güncel bulgular, TESE ile sperm çıkmayan azoospermik erkeklerde yeni tedavi ufukları açmakta.
Bilindiği gibi, sperm ile yumurtanın birleşip bölünerek çoğalmasıyla embriyo gelişir. Embriyodaki hücreler pluripotent hücrelerdir, yani her biri vücudumuzdaki tüm doku ve organlara farklılaşabilme kapasitesine sahip hücrelerdir. Ama genetik yönlendirmelerle sadece belli bir yönde gelişim göstererek farklı organlarımızı oluştururlar. Zamanı gelince her biri bir yönde çoğalmaya başlayarak karaciğer, dalak, mide, beyin, kadında yumurta gibi organlarımızı yapar. Erişkin yaşlarda ise örneğin karaciğer dokusunda bir hasar meydana gelirse, bu hücreler oraya giderek yeni karaciğer dokusu oluşturabilirler. İşte, testislerde bulunduğu yeni keşfedilen VSEL kök hücreleri de aynen embriyonu oluşturan kök hücrelere benzer pluripotent hücrelerdir yani uygun şartları bulduklarında vücudumuzu oluşturan her türlü dokuya doğru gelişim gösterebilirler. Bunlar sadece testiste değil, başka organlarda da gösterilmiştir.
VSEL kök hücreleri ve Oct-4 kök hücre faktörü
VSEL hücrelerinin çoğalarak ilgili dokulara farklılaşmalarını, içlerindeki Oct-4 (Octamer-binding transforming factor 4), Nanog ve TERT adlı proteinler sağlar. İşte testislerde de Oct-4, Nanog ve TERT proteinlerini içeren VSEL hücrelerinin bulunduğu anlaşıldı. Yani bu hücreler aynen bir embriyonun büyümesi sırasında olduğu gibi, testis içinde de farklı dokulara doğru gelişim gösterebilirler. Ama testis içindeki ortam bunların sadece sperm yönünde gelişmesine müsaade eder. Eğer anormal bir gelişim gösterirlerse, testis tümörü gelişebilir. Testis tümörlerinde de bu hücrelerin rolünün olabileceği düşünülmekte.
VSEL kök hücreleri testis içinde, sperm üretiminin gerçekleştiği seminifer tüplerin bazal membranının hemen üzerinde bulunurlar. Sayıları çok az olduğu için bugüne kadar gözden kaçmış oldukları sanılmakta. İlginç olanı, bu hücrelerin embriyonun oluşması ile birlikte ortaya çıktıkları ve kendi kendilerine bölünerek hayat boyu da varlıklını sürdürebildikleridir.
Bu hücrelerin varlığının ortaya çıkarılması ile birlikte testislerde sperm üretiminin mekanizması da daha iyi anlaşılmış oldu. Sperm üretiminin içinde gerçekleştiği seminifer tüplerin en alt tabakasında VSEL kök hücreleri bulunmakta. Bunlar çekirdeklerinde yukarıda adı geçen Oct-4A proteini taşırlar. Dolayısıyla testis dokusu bu proteinleri ortaya çıkaracak şekilde boyanırsa, Oct-4A proteinlerinin bulunduğu da anlaşılır. Oct-4A proteini bu hücrelerin sınırsız sayıda kendi kendine bölünmesini 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. İşte testis dokusu da mikroskop altında incelendiğinde bu şekilde asimetrik hücre çiftleri görünümüne sahipse ve boyandıklarında da Oct-4A proteini içerdiği görülürse, bunların VSEL adı verilen embriyonik kök hücreler olduğu anlaşılır. VSEL hücreleri eğer ortam müsaade ederse vücudumuzdaki bütün organlar yönünde gelişim gösterebilen embriyo hücreleridir. Ama testiste sperm oluşturacak, hazırda bekleyen yedek hücreler olarak hizmet ederler.
Koyu (dark) Spermatogonium Ad ve Oct-4B
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.
Soluk (pale) Spermatogonium Ap ve c-KIT
Koyu renkli spermatogonium Ad ise zamanla daha açık renkli spermatogoniumlara farklılaşır (soluk/pale spermatogonium Ap; SSCs). Bunlarda artık sitoplazmadaki Oct-4B protein miktarı iyice azalır ve fonksiyonunu da kaybetmeye başlar. Hem sitoplazmada protein yoğunluğu daha az olacağı hem de artık özelleşmiş bir hücre olma yoluna girip genetik mekanizmanın yoğun çalışmasına gerek kalmadığı için renkleri de daha açıktır. Bu tip hücreler klon yapısını kaybedip, ayrı ayrı hücreler şeklinde çoğalarak gruplanırlar. Buna proliferasyon evresi adı verilir. Oct-4 yerine de c-KIT proteinleri geçer. Daha sonra ise mayoz bölünmeyi başlatacak olan spermatogonium B, spermatosit, spermatid ve spermatoza şeklinde artık olgunlaşmış sperm hücreleri gelişir.
Bunların genel özeti yapılırsa, testis içinde Oct-4A proteini içeren ve VSELs adı verilen, asimetrik bölünme gösteren ikili hücre grupları halinde, hayat boyunca kendi kendilerini yenileyen embriyon benzeri kök hücreler vardır ve erişkinlerde de bulunur. Bu hücreler daha sonra simetrik hücrelerden oluşmuş zincir şeklinde klonlaşarak çoğalan koyu spermatogonium Ad hücrelerini verir. Bunlar da çoğalmaya devam ederek soluk spermatogonium Ap hücrelerini oluşturur. Daha sonra spermatogonium B hücreleri meydana gelerek mayoz bölünme başlar ve spermatosit, spermatid ve neticede spermatozoaya farklılaşma ortaya çıkar.
