Jesteś terapeutą?

Mezenchymalne komórki macierzyste - agenci do zadań specjalnych

Działają tam, gdzie inne metody są nieskuteczne, niczym koń trojański podchodzą nowotwory i rozbijają je od środka, leczą niegojące się rany, a ostatnio poprawiają życie dzieci z porażeniem mózgowym.

03 sierpień 2016
Artykuł na: 17-22 minuty pacjent
Zdrowe zakupy

Igę i Emilkę, mieszkające w różnych regionach Polski, łączą dwie rzeczy. Obie dziewczynki cierpią z powodu mózgowego porażenia dziecięcego. Obie też w ramach eksperymentalnej terapii leczone są iniekcjami komórek macierzystych w Uniwersyteckim Szpitalu Dziecięcym w Lublinie.

Porażenie mózgowe jest chorobą nieuleczalną. Jednak dane kliniczne pokazują, że mezenchymalne komórki macierzyste są zdolne do naprawy zniszczonych lub martwych neuronów. Wydzielają cytokiny, które stymulują własne komórki mózgu pacjenta do rozwoju i przyspieszają procesy naprawcze. Pacjenci, którym je podawano, wykazali zauważalną poprawę stanu zdrowia, szczególnie w kwestii koordynacji i zakresu ruchu¹.

Komórki macierzyste - zastrzyk marzeń

Komórki macierzyste pobrane z galarety Whartona (patrz ramka pt. Życiodajna galaretka) pochodzą od zdrowego, niespokrewnionego dawcy, wybranego po przeprowadzeniu wywiadu medycznego, szczegółowych badań krwi matki dawcy i uzyskaniu zgody na pobranie tkanki sznura pępowinowego. Muszą być podane w ciągu 10 min od rozmrożenia dożylnie lub bezpośrednio do płynu mózgowo-rdzeniowego.

- 4 mm żółtawego płynu w strzykawce zawiera miliony multipotencjalnych mezenchymalnych komórek macierzystych. Mają pomóc naprawić to, co zostało zniszczone w czasie porodu. Nadzieja na poprawę, na normalność, na samodzielność, na nowe możliwości, na spełnienie marzeń - pisze na blogu "Z perspektywy brzucha" mama Emilki.

Trwa to zaledwie kilka minut. Po zastrzyku z komórkami dzieciom podaje się 7 strzykawek z solą fizjologiczną, by dobrze przepłukać wenflon. Zadaniem komórek macierzystych jest regeneracja zniszczonych neuronów w obrębie mózgu, co może doprowadzić do usprawnienia wiotkiego ciała dziecka.

Optymalne wykonuje się 5 podań w odstępach 4-6 tygodni. Cena cyklu zabiegów waha się od 40 do 100 tys. zł. Zależy m.in. od postaci choroby, ciężaru ciała pacjenta, liczby iniekcji, liczby podanych komórek, sposobu ich podania, kosztów hospitalizacji oraz laboratoryjnych. Jako terapia eksperymentalna, nie jest refundowana. Pierwsze minimalne skutki można zaobserwować bezpośrednio po iniekcjach, jednak na ostateczny efekt trzeba czekać ok. pół roku od ostatniego podania².

Życiodajna galaretka

Mezenchymalne komórki macierzyste (MKM) można izolować z wielu źródeł w organizmie. Najczęściej wykorzystywanymi są szpik kostny oraz tkanka tłuszczowa. Ponadto komórki te występują w krwi pępowinowej, łożysku, miazdze zębów mlecznych, płynie maziowym, więzadle przyzębowym, migdałkach, przytarczycy, mięśniach szkieletowych, oponie twardej, chrząstce oraz skórze. Zostały one również wyizolowane z opisanej po raz pierwszy przez doktora Thomasa Whartona w 1656 roku galarety Whartona.

International Society for Cellular Therapy (ISCT) ustaliło kryteria, jakie muszą spełniać. Są to: ekspresja charakterystycznych antygenów, samopowielanie, różnicowanie w tkanki: kostną, chrzęstną, mięśniową czy nerwową, funkcje ułatwiające wszczepienie komórek hematopoetycznych oraz działanie immunomodulujące. Te szczegółowe kryteria spełniają mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego, krwi pępowinowej oraz pozyskane z galarety Whartona¹. Jak się okazuje, te ostatnie wykazują znacznie większy potencjał proliferacyjny niż komórki pochodzące ze szpiku kostnego.

Co ciekawe, mają one również niewyjaśnioną dotychczas zdolność do odnajdywania uszkodzonych komórek, w tym nowotworowych².

Bibliografia

  1. http://goo.gl/q75p2F
  2. http://goo.gl/OCiUQX

Dzięki nowatorskiej metodzie życie Igi i Emilki może stać się łatwiejsze. Jak dalece - trudno powiedzieć, efekty nie zawsze są takie same. Wiadomo, że terapia pozwala na poprawę spastyczności i siły mięśniowej, co w dalszej kolejności korzystnie wpływa na prowadzoną rehabilitację ruchową. Istotne znaczenie ma również ograniczenie ataków epilepsji. U dzieci poddanych leczeniu komórkami macierzystymi zaobserwowano też lepsze przełykanie, zwiększoną zdolność wymowy oraz znaczną poprawę uwagi i skupienia wzroku.

- W tej chwili w naszym szpitalu w ramach eksperymentu medycznego komórkami pozyskiwanymi z galarety Whartona, pochodzącymi z Polskiego Banku Komórek Macierzystych, leczonych jest ok. 15 dzieci z dziecięcym porażeniem mózgowym - mówi dr n. med. Magdalena Chrościńska-Krawczyk, neurolog dziecięcy i szefowa Polikliniki Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Lublinie.

- Wyniki są zadowalające i pozwalają myśleć optymistycznie o zastosowaniu komórek mezenchymalnych w schorzeniach neurologicznych. Byłoby błędem oczekiwanie spektakularnych efektów kuracji. Możemy jedynie spodziewać się poprawy funkcjonowania – zastrzega. - Bardzo ważną rolę podczas kuracji odgrywa prowadzona równocześnie intensywna rehabilitacja i wspomaganie funkcji poznawczych.

Wielkim marzeniem rodziców obu dziewczynek jest to, aby dzieci usiadły.

Komórki macierzyste na stawy, na rany

Tymczasem Specjaliści z Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich już od kilku lat wykorzystują komórki macierzyste uzyskane z tłuszczu pacjenta jako opatrunek na rany. Skraca to gojenie się rozległych oparzeń z 4 tygodni do kilku dni³. Dzięki allogenicznym przeszczepom komórek macierzystych śmiertelność osób poparzonych w ostatnich latach zmalała z 22% do 5,2%. To wyniki zbliżone do tych osiąganych w amerykańskich klinikach marynarki wojennej, które są świetnie rozwinięte w tej dziedzinie. Koktajl komórek pobranych z tłuszczu pacjenta pomaga też w uelastycznieniu twardych blizn.

Z kolei lekarze ze Szpitala Specjalistycznego w Brzezinach stosują nowatorską metodę leczenia stawu kolanowego. Od pacjenta, który zerwał więzadło krzyżowe i w konsekwencji zniszczył chrząstkę powierzchni stawowych, pobrali komórki macierzyste oraz fibrynę, czyli białko, które wytrąca się z krwi w czasie krzepnięcia. Przygotowali z tego mieszankę, podali do stawu i w ten sposób uzupełnili zmiany patologiczne. Działa ona na zasadzie rusztowania. To na jej podstawach ma dojść do odbudowy zniszczonej tkanki chrzęstnej4.

W innych ośrodkach w Polsce wykorzystuje się komórki macierzyste do regeneracji naczyń krwionośnych w mięśniu sercowym po zawale czy mięśni zwieracza pęcherza moczowego u mężczyzn po operacji prostaty.

Jak działają komórki macierzyste?

- W każdym żywym organizmie systematycznie powstają nowe komórki, które następnie dojrzewają, różnicują się w bardziej wyspecjalizowane a na koniec, po ściśle określonym czasie zapisanym w ich materiale genetycznym, obumierają. Nowych pokoleń dostarczają komórki macierzyste (KM). Są one niezróżnicowane i zdolne do dojrzewania, podziału przez czas nieokreślony, samoodnawiania i do tworzenia bardziej wyspecjalizowanych komórek - tłumaczy dr Chrościńska-Krawczyk.

Gdy odkryto możliwości komórek macierzystych, zaczęto je hodować na płytkach laboratoryjnych (in vitro), starając się osiągnąć pożądany efekt, tzn. zmusić je do przekształcenia się w komórki danego typu, np. skóry, płuc etc. Później można było wprowadzić je do organizmu pacjenta, by zastąpiły uszkodzone. Praktyka pokazała jednak, że metoda ta ma swoje wady.

Po pierwsze, organizm może odrzucić wprowadzone komórki. Po drugie, niektóre z nich przekształcały się w nowotwory nazywane potworniakami. By tego uniknąć, przeprowadza się transfer jądra komórki somatycznej (SCNT od ang. somatic cell nuclear transfer). Z komórki macierzystej hodowanej in vitro usuwa się jądro, a na to miejsce wprowadza jądro komórkowe pochodzące z komórki pacjenta. Dzięki temu komórki macierzyste zyskują taką samą tożsamość genetyczną jak pacjent, a ryzyko odrzucenia przeszczepu lub niepowodzenia terapii jest mniejsze5.

Komórki macierzyste można podzielić na cztery kategorie: totipotencjalne, pluripotencjalne, multipotencjalne (np. krwiotwórcze komórki macierzyste lub mezenchymalne komórki macierzyste) oraz unipotencjalne6. Początkowo pobierano je z embrionów, co budziło olbrzymie kontrowersje, następnie z krwi pępowinowej oraz szpiku kostnego. Dziś można je izolować z tkanki tłuszczowej, skóry, nabłonka, a nawet moczu. Są obecne u każdego z nas. Ma to tę zaletę, że pobierając je od pacjenta, hodując i wszczepiając mu w nowej postaci, można uniknąć odrzucenia przeszczepu.

Należy jednak pamiętać, że ich zdolności do różnicowania w określone typy tkanek są ograniczone. Ponadto w komórkach macierzystych pobranych z dorosłego organizmu aktywna jest telomeraza, odpowiedzialna za procesy starzenia się5.

Komórki macierzyste: fakty...

Komórkami macierzystymi można leczyć niemal 70 chorób - białaczkę, zespoły mielodysplastyczne czy mieloproliferacyjne, cukrzycę, schorzenia układu krążenia, zaburzenia układu odpornościowego i nowotwory, m.in. układu chłonnego piersi, jądra, jajników, nerki, mięsaków Ewinga. Mezenchymalne skutecznie wykorzystuje się już w hematologii, onkologii oraz transplantologii do leczenia chemioterapię, ostrej i przewlekłej choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi oraz w jej profilaktyce6.

Przekonało się o tym 5 z 8 pacjentów po transplantacji nerki od niespokrewnionego dawcy dzięki wszczepieniu  komórek macierzystych w Szpitalu Northwestern Memorial w Chicago. W ciągu roku od operacji udało się im odstawić leki zapobiegające odrzuceniu organu (normalnie trzeba je brać do końca życia, co powoduje różne skutki uboczne, m.in. zwiększoną podatność na nadciśnienie, cukrzycę oraz groźne infekcje)

Jak poinformowali badacze z Uniwersytetu Louisville na łamach magazynu Science Translational Medicine, biorcy przygotowywani byli do zabiegu za pomocą chemio- i radioterapii. A komórki macierzyste od dawców nerki wszczepiane były im kilka dni po transplantacji7.

Akademicy z Louisville, Brigham and Women’s Hospital w Bostonie i Uniwersytetu Harvarda zauważyli również znaczną poprawę funkcji serca u pacjentów, którym po zawale podano komórki macierzyste8.

Z kolei badacze z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa użyli komórek macierzystych z ludzkiego tłuszczu do walki z nowotworem mózgu. Komórki transportowały proteiny, które niczym wojsko ukryte w koniu trojańskim, trafiały bezpośrednio do mózgów myszy cierpiących na glejaka i niszczyły guzy. Uczeni mają nadzieję, że w przyszłości tę samą technikę można będzie zastosować u ludzi do walki z nowotworowymi komórkami znajdującymi się w niedostępnych obszarach mózgu9.

Naukowcom z Tulane University w Nowym Orleanie dzięki komórkom macierzystym udało się zmusić komórki wysepki Langerhansa myszy do prawidłowej produkcji insuliny w cukrzycy typu 1. Już po 3 tygodniach leczenia zniszczone komórki trzustki ulegały regeneracji, a stężenie glukozy we krwi znacznie się zmniejszyło10.

Z kolei zespół z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i Moorfields Eye Hospital, wykorzystując komórki macierzyste pobrane w pobliżu warstwy granicznej wewnętrznej ludzkiej siatkówki, przywrócił wzrok szczurom. Brytyjczycy sądzą, że udało im się odtworzyć zasoby komórek zwojowych siatkówki, których aksony tworzą pasmo wzrokowe. Jeśli powiodłoby się to u ludzi, zyskalibyśmy nadzieję na skuteczne leczenie chorych z jaskrą. Zachęceni sukcesem specjaliści z Moorfi elds Eye Hospital podjęli się leczenia podobną metodą tzw. mokrego zwyrodnienia plamki żółtej (AMD). Pierwsza operacja na człowieku została przeprowadzona w zeszłym roku w Londynie11.

... i nadzieje

Bibliografia

  1. http://goo.gl/FfdA0q
  2. http://goo.gl/LqHKgI
  3. http://goo.gl/1Syj2C
  4. http://goo.gl/LdjljR
  5. http://goo.gl/4FlVsa
  6. Wang X, Cheng H, Hua R, Yang J, Dai G, Zhang Z, Wang R, Qin C, An Y. Effects of bone marrow mesenchymal stromal cells on gross motor function measure scores of children with cerebral palsy: a preliminary clinical study. Cytotherapy. 2013, 15, 1549-1562
  7. http://goo.gl/0lElSt
  8. https://goo.gl/XqLsMF
  9. http://goo.gl/OCiUQX
  10. www.cmbt.su/eng/news/news678.html
  11. abhttp://tinyurl.com/hv498s2
  12. afbMakoto Asashima i inni, In vitro organogenesis from undifferentiated cells in Xenopus DOI: 10.1002/dvdy.21979
  13. afbhttp://goo.gl/JunqKb
  14. afbhttp://goo.gl/yg3cO2
  15. http://goo.gl/lRPhFe

Komórki macierzyste zdają się również wpisywać w marzenie o zdrowej długowieczności. Wiemy już, że uczestniczą w regeneracji tkanek w ciele dorosłego człowieka. Stąd tylko krok do śmiałych wizji hodowli ludzkich organów.

W pracowni prof. Makoto Asashimy z Uniwersytetu Tokijskiego organy żaby wyrastają w wypełnionych specjalnymi pożywkami szalkach laboratoryjnych. Naukowiec do ich hodowli wykorzystuje komórki macierzyste pobrane z zarodków żaby. Po pięciu dniach powstają z nich mięśnie, nerwy i komórki krwi, a nawet całe gałki oczne i uszy gadów12. Na całym świecie naukowcy pracują nad wykorzystaniem możliwości jakie dają nam komórki macierzyste, uczą się nimi kierować. Potrafi my już wyhodować kompletne organy, choć często miniaturowych rozmiarów. To zaś otwiera zupełnie nowy rozdział w transplantologii.

Hiszpańscy uczeni wyhodowali nerkę z komórek macierzystych pobranych z krwi pępowinowej. Choć ma zaledwie 2 cm średnicy, to jednak jest to przełom, bowiem dotychczas badacze nie byli w stanie doprowadzić do wykształcenia organu, który miałby wszystkie 26 typów komórek, jakie znajdują się w nerce dorosłego człowieka13.

Dwa lata temu po raz pierwszy naukowcom udało się przekształcić ludzkie komórki macierzyste w funkcjonujące komórki płuc i dróg oddechowych. Osiągnięcie zespołu z Centrum Medycznego Uniwersytetu Columbii ma spore znaczenie dla modelowania chorób płuc, skriningu leków, badania rozwoju ludzkich płuc czy uzyskiwania tkanki do przeszczepu14.

Rok temu zespół naukowców z Massachusetts General Hospital i Harvard Medical School wyhodował naturalnych rozmiarów serce z komórek macierzystych15. Z serc, które nie nadawały się do transplantacji (od 73 dawców), za pomocą detergentu usunięto komórki i zastąpiono je dwoma typami komórek tego narządu, uzyskanymi z komórek macierzystych skóry. Warto podkreślić, że w tej metodzie niezbędny jest szkielet organu, na którym zostają osadzone komórki macierzyste. Po 14 dniach, gdy mięsień osiągnął pożądane rozmiary, badacze uruchomili go, używając impulsu elektrycznego! Wydaje się więc, że zarysowana w "Diunie" Franka Herberta wizja hodowli organów staje się realna na naszych oczach.

Wczytaj więcej
Zapisz się i odbierz wybrany magazyn gratis!
Zapisz się i odbierz prezent
Nasze magazyny
Copyright © AVT 2020 Sklep AVT