Şinya Yamanaka: Hücrenin Saatini Sıfırlayan Cerrah

Cerrah olarak eğitim aldı, cerrahinin dokunamadığı hastalıklar yüzünden hastaların öldüğünü izledi ve ameliyathaneden ayrılarak bunun yerine laboratuvarda bir tedavi arayışına girdi. Şinya Yamanaka (Shinya Yamanaka), tamamen özelleşmiş bir yetişkin hücrenin gelişimsel yaşamının başlangıcına geri döndürülebileceğini kanıtladı; bu keşif onu yirmi yıl içinde Osaka'daki bir hastane koğuşundan Nobel Ödülü'ne taşıdı.

Koğuştan Laboratuvara

Yamanaka, 4 Eylül 1962'de Japonya'nın Osaka kentinde doğdu. Kobe Üniversitesi'nden tıp diplomasını aldı ve 1987-1989 yılları arasında Ulusal Osaka Hastanesi'nde asistan olarak klinik pratiğe başladı. Cerrahiden araştırmaya geçişindeki belirleyici faktörün, kendi babası da dahil olmak üzere tıbbın dokunamadığı hastalıklardan muzdarip hastaları izlemek olduğunu söylemiştir: "Genç bir doktor olarak, kendi babam da dahil olmak üzere tedavi edilemez hastalıklardan muzdarip birçok hasta gördüm. Bilimle bu hastalıkların üstesinden gelmek istiyorum." Osaka Şehir Üniversitesi'nden doktora derecesi aldı ve neşter yerine araştırmayı seçti.

Kaliforniya Sapması

1993-1995 yılları arasında San Francisco'daki Gladstone Enstitüleri'nde (Gladstone Institutes) yaptığı doktora sonrası araştırmalar, Yamanaka'yı fareler üzerindeki gen tabanlı araştırmalarla tanıştırdı; ardından Osaka Şehir Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde yardımcı doçent ve 2003 yılında tam profesör olduğu Nara Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde doçent olarak görev yaptı. 2004 yılında, çalışmalarının temeli olacak kurum olan Kyoto Üniversitesi'ne taşındı ve 2007'de kıdemli araştırmacı olarak Gladstone Enstitüleri'ne dönerek iki kıtada aynı anda araştırma faaliyetlerini sürdürdü.

Yirmi Dört Genden Dörde

Embriyonik kök hücrelerde aktif olan az sayıda genin, sıradan bir yetişkin hücreyi geriye doğru pluripotent bir duruma yeniden programlamak için yeterli olabileceği hipoteziyle çalışan Yamanaka'nın laboratuvarı, embriyonik kök hücrelerden çıkarılan yirmi dört aday transkripsiyon faktörü ile başladı ve bunları fare deri fibroblastlarına tanıttı. Sistematik eleme yoluyla (faktörleri tek tek çıkararak ve neyin kaldığını test ederek) ekibi listeyi dörde indirdi: Oct3/4, Sox2, Klf4 ve Myc; bunlar artık Yamanaka faktörleri olarak bilinmektedir. 2006 yılında, bu dört genin tek başına sıradan bir yetişkin fare hücresini, 'indüklenmiş pluripotent kök hücre' veya 'iPS hücresi' olarak adlandırdığı, embriyonik kök hücre gibi vücuttaki hemen hemen her doku türüne dönüşebilen bir hücreye dönüştürmek için yeterli olduğunu keşfettiğini yayınladı. 2007 yılında laboratuvarı, bu başarıyı insan hücreleriyle tekrarlayan ilk laboratuvar oldu ve bu teknolojiyi doğrudan tıbbi uygulamaya açtı.

Keşif Neden Önemliydi

Nobel komitesi daha sonra Yamanaka'nın çalışmasını, hücre farklılaşmasının (bir hücrenin esnek bir embriyonik durumdan sabit, özelleşmiş bir yetişkin duruma ilerlemesi) tek yönlü, geri döndürülemez bir süreç olduğu yönündeki uzun süredir devam eden varsayımı yıkan bir paradigma değişimi olarak tanımladı. Yamanaka, olgun durumun kalıcı olarak kilitli olmadığını, dört gen ve iyi donanımlı herhangi bir laboratuvarın çoğaltabileceği bir araştırma tekniğiyle kilidinin açılabileceğini gösterdi. Keşif, embriyonik kök hücre araştırmalarına bağlı etik tartışmayı da bertaraf etti, çünkü iPS hücreleri insan embriyoları yerine hastanın kendi yetişkin dokusundan elde edilebiliyordu. Bu keşif; hastalık modelleme, ilaç taraması ve nihayetinde hastanın kendi yeniden programlanmış hücrelerinden inşa edilen deneysel hücre değiştirme tedavileri için yeni yollar açtı.

Keşfin Etrafında Kurum İnşa Etmek

Yamanaka, 2008 yılında kurulan Kyoto Üniversitesi iPS Hücre Araştırma ve Uygulama Merkezi'nin (CiRA) direktörü oldu ve laboratuvar bulgusunu klinik uygulamaya dönüştürmek için özel olarak bir kurum inşa etti; o zamandan beri orada onursal direktör ve profesör rollerini üstlendi. Ayrıca, kök hücre biyolojisi alanında L.K. Whittier Vakfı Araştırmacısı unvanını taşıdığı San Francisco'daki Gladstone Enstitüleri'nde ve anatomi profesörü olarak California Üniversitesi, San Francisco'da paralel bir kariyer sürdürdü; çalışma hayatını bilimsel oluşumunu şekillendiren iki araştırma kültürü (Amerikan ve Japon) arasında böldü. Bu çiftli atama, keşfin dış şirketler tarafından parça parça ticarileştirilmesine izin vermek yerine, CiRA'yı temel yeniden programlama araştırmalarından klinik sınıf hücre üretimine kadar uzanan özel bir boru hattı olarak inşa etmesini sağladı.

Şinya Neden Dahi Olarak Adlandırılıyor

Yamanaka'nın dahi olarak görülmesi, deneysel muhakemenin belirli bir eylemine dayanır: olgun bir hücreyi neyin yeniden programlayabileceğini rastgele aramak yerine, aday gen setinden çalışır durumdaki minimum kombinasyona kadar akıl yürüttü; bu, makul ama kanıtlanmamış bir fikri alıp birkaç yıl içinde dört gene indirgeyen disiplinli bir hipotez testi çalışmasıydı. 2012 yılında hücre yeniden programlama alanındaki ilgili keşifler için John Gurdon (John Gurdon) ile paylaştığı Fizyoloji veya Tıp Nobel Ödülü, bu yargının alandaki en net kurumsal onayıdır. O zamandan beri Lasker Ödülü, Wolf Ödülü, Shaw Ödülü, Gairdner Uluslararası Ödülü ve Kyoto Ödülü'nü aldı; bu, bilimin Nobel öncesi büyük onurları arasında bir taramadır ve münferit bir komitenin görüşünden ziyade geniş bir fikir birliğine işaret eder. Dürüst bir karmaşıklık, bu tür birçok vakadan daha dardır: iPS hücre tedavileri, ilk heyecanın önerdiğinden daha yavaş klinik uygulamaya geçti; tümör oluşumu ve verimlilikle ilgili güvenlik endişeleri, keşiften on beş yıldan fazla süre sonra bile gerçek dünyadaki tedavileri sınırlamaya devam ediyor. Başka bir deyişle, dâhilik gerçektir ve tartışmalı değildir; vaat ettiği tıbbi sonuçlar hala devam eden bir çalışma olarak kalmaktadır.

Miras

Yamanaka'nın dört faktörlü yeniden programlama tekniği, artık dünya çapında standart bir laboratuvar uygulamasıdır ve embriyonik kök hücrelerin etik veya immünolojik karmaşıklıkları olmadan hastalık araştırmaları için hastaya özel kök hücre hatları oluşturmak için kullanılır. Kyoto'da inşa ettiği kurum olan CiRA, Parkinson hastalığı ve maküler dejenerasyon gibi durumlar için iPS kaynaklı tedavileri klinik deneylere doğru zorlamaya devam ediyor; onu ilk kez ameliyathaneden çıkarıp laboratuvara sürükleyen aynı motivasyonu (tıbbın dokunamadığı hastalıklara karşı bir doktorun hayal kırıklığını) ileri taşıyor. Keşiften on beş yıl sonra, isminin etrafında inşa edilen onur listesi (Nobel, Lasker, Wolf, Shaw, Gairdner, Kyoto) ayrı ödüllerin listesinden ziyade, tek bir bilim topluluğunun aynı kararı tekrar tekrar doğruladığı bir metin gibi okunuyor: Cerrahiden laboratuvar bankına geçen bir doktorun, dört gende, rejeneratif tıp için gerçekten yeni bir başlangıç noktası bulduğu gerçeği.