Badania oceniające układ krążenia
Paź 08, 2014 Badania laboratoryjne
Komórki macierzyste mają niesamowite, wręcz cudowne możliwości. Potrafią tak się przekształcić, że dają początek wszystkim możliwym tkankom i narządom. Dlatego od lat uczeni próbują pokierować ich rozwojem. Dzięki temu stałyby się niewyczerpanym źródłem części zamiennych dla ludzi, u których oryginalne narządy przestały sprawnie funkcjonować. Pierwsze sukcesy już mają na swoim koncie. Historia komórek, nazwanych macierzystymi, rozpoczęła się pod koniec lat 60. Lekarze pobierali szpik kostny od dawcy i przeszczepiali go np. chorym na białaczkę. Wraz ze szpikiem pacjenci otrzymywali wyspecjalizowane komórki, które odbudowywały układ produkujący krew. Dzięki temu chorym przywracano zdolność wytwarzania zdrowych komórek krwi i układu odpornościowego.
W trosce o serce
Kilka lat temu uczeni zaczęli się zastanawiać, czy komórki te nie potrafią czegoś więcej. Skoro naprawiają defekty układu krwiotwórczego, może umieją też regenerować inne uszkodzone części ciała? Rozpoczęli więc badania na zwierzętach. I udało się. Osiągnęli niezłe wyniki w leczeniu mysiej cukrzycy, naprawili mięsień serca zniszczony zawałem i uszkodzony kręgosłup. Mając tak cudowne lekarstwo na nieuleczalne choroby, nie mogli czekać dłużej – musieli przetestować nową metodę na ludziach. Kilka lat temu rozpoczęto więc próby naprawienia za pomocą komórek macierzystych ludzkiego chorego serca. Jedne grupy uczonych pobierały komórki ze szpiku kostnego, inne, jak np. zespół kierowany przez profesorów Tomasza Siminiaka z Akademii Medycznej w Poznaniu i Macieja Kurpisza z Zakładu Genetyki PAN, wybrały komórki z mięśnia uda chorego. W obu przypadkach już kilka dni po zabiegu chorzy mogli opuścić łóżko, chodzić po domu, a niektórzy nawet na spacery. Na razie takich szczęśliwców nie jest wielu. Lekarze pomogli dopiero kilkudziesięciu pacjentom z ciężką niewydolnością serca. Pionierskie badania, jak to zawsze bywa, postępują powoli. Niepokój uczonych budzą na razie działania uboczne terapii. U niektórych pacjentów po wszczepieniu komórek macierzystych doszło, z nieznanych jeszcze powodów, do zaburzeń rytmu serca.
Naprawianie wątroby
Takich problemów ze swoimi podopiecznymi nie ma – przynajmniej na razie –zespół prof. Isao Sakaida z Uniwersytetu Yamaguchi w zachodniej Japonii. W lipcu br. poinformował on o zakończonej sukcesem terapii chorych cierpiących na marskość wątroby. Uczony wszczepił dziewięciu pacjentom ich własne komórki szpiku. Wraz z krwią dotarły one do wątroby i szybko zaczęły przekształcać się w komórki budujące ten organ. Pół roku po zabiegu, okazało się, że naprawione wątroby pracują o wiele lepiej niż przed rozpoczęciem leczenia. Nie są jednak jeszcze tak sprawne, jak u ludzi zdrowych. Sukcesy w „remontowaniu” serca i wątroby rozbudziły nadzieję ludzi z innymi zniszczonymi organami lub tkankami. Naukowcy rozpoczęli zatem badania nad stworzeniem materiału wykonanego z komórek macierzystych pobranych z tkanki tłuszczowej, a przeznaczonego do rekonstrukcji piersi. W grudniu 2004 roku niemieccy lekarze uzupełnili komórkami macierzystymi uszkodzoną urazem czaszkę. W Rosji ogromnym powodzeniem cieszą się zabiegi wygładzające skórę, z użyciem komórek macierzystych. Operacje te mają zastąpić popularny lifting. I choć nie przeprowadzono jeszcze odpowiednich badań klinicznych sprawdzających choćby bezpieczeństwo takiej terapii, w planach już są kolejne zabiegi upiększające. Przed niespełna rokiem znaleziono bowiem komórki macierzyste zębów, które pomogą w regeneracji szkliwa i korony. Gdyby dalsze badania nad nimi zakończono sukcesem, ładnymi i własnymi zębami będziemy mogli się cieszyć do końca życia. Na poprawę losu liczą też – i to niebezpodstawnie – osoby sparaliżowane. W 2004 roku koreańscy uczeni z Uniwersytetu Chosun w Gwangju poinformowali, że naprawili uszkodzony rdzeń kręgowy. W miejsce urazu wszczepili komórki macierzyste uzyskane z krwi pępowinowej. Dzięki temu 37-letnia Hwang Mi-Soon, która była przykuta do wózka inwalidzkiego przez 19 lat po wypadku samochodowym, zaczęła chodzić. Na razie trwają dyskusje, czy komórki macierzyste rzeczywiście wbudowały się w uszkodzony fragment rdzenia kręgowego i zaczęły przesyłać impulsy elektryczne, czy zabieg zmniejszył jedynie stan zapalny, który uniemożliwiał chorej chodzenie.
Pytania i spekulacje
To nie jedyna wątpliwość dotycząca terapeutycznego działania komórek macierzystych. Lekarze nie wiedzą na razie, jacy pacjenci odniosą korzyść z takiej terapii ani jakie może powodować ona działania uboczne. Z dotychczasowych badań wynika, że komórki macierzyste mogą prowadzić do rozwoju raka. Są bowiem niezwykle podobne do komórek nowotworowych – tak samo jak one potrafią szybko i bez kontroli się namnażać. Dowodów jednak brak. Jest za to tysiące pytań i spekulacji. Nie rozstrzygnięto też, jaki typ komórek macierzystych można wszczepiać chorym – pobrane z zarodków, krwi pępowinowej czy dorosłego organizmu. Wyniki najnowszych badań wskazują, że komórki macierzyste od dorosłych nie są w takim stopniu plastyczne, jak początkowo sądzili naukowcy. Zostały bowiem tak zaprogramowane, by przekształcać się w określone, a nie w dowolne rodzaje tkanek – komórki skóry, jelita, krwi. Zachowują się zatem jak dublerzy w teatrze. Każdy z nich może wejść na scenę, ale zastąpi tylko jednego, konkretnego aktora. Na dodatek dorosłe komórki macierzyste nie wszędzie można znaleźć. W ubiegłym roku biolog Doug Melton z Uniwersytetu Harvarda stwierdził, że nie występują one w trzustce. Chcąc więc leczyć chorych na cukrzycę, czyli tych, których trzustka nie produkuje insuliny, należy, jego zdaniem, sięgnąć po zarodkowe komórki macierzyste. To jednak może nie być takie proste, bo budzą one wątpliwości natury etycznej. Przeciwnicy obawiają się, że podczas badań nad nimi powstanie w laboratorium nowy człowiek, który może stać się źródłem części zamiennych dla innych ludzi.
Światło w tunelu
Przed naukowcami postawione zostało poważne wyzwanie: stworzyć komórkę macierzystą, zachowującą się jak zarodkowa, ale nie pochodzącą z zarodka. Pierwsze sukcesy już są. Naukowcom z Uniwersytetu Pensylwanii w Filadelfii udało się wyizolować z ludzkiego szpiku pewien rodzaj komórek nazywanych mezenchymalnymi, które bardzo przypominają komórki zarodkowe. Mają bowiem podobną możliwość przekształcania się w dowolne tkanki i narządy. Różnią się tylko jedną cechą: w jaki typ komórek się przeistoczą, zależy od otoczenia, w jakim się znajdą. Cennego odkrycia dokonał też zespół polskiego naukowca, prof. Mariusza Ratajczaka pracującego na Uniwersytecie Louisville w Kentucky. W szpiku kostnym myszy znalazł on (2005 rok) cząstki o takich samych możliwościach przekształcania się (tym samym naprawy uszkodzonych fragmentów organizmu), jakie mają komórki zarodkowe. Naukowcy pokierowali nimi tak, że przekształciły się one w komórki nerwowe i mięśnia serca. Teraz próbują je skłonić, by zamieniły się w komórki trzustki. Wyników tych prac jeszcze nie opublikowano. Nadzieję chorym dają też badania z użyciem krwi pępowinowej (pobiera się ją z pępowiny podczas porodu). Znajdujące się w niej komórki macierzyste są niezwykle podobne do zarodkowych. Potrafią się w szybkim tempie namnażać. Tworzą tzw. ciałka embroidalne, czyli zespoły składające się z kilku komórek. Nad ich wykorzystaniem pracuje między innymi zespół prof. Krystyny Domańskiej-Janik z Zakładu Neurobiologii Naprawczej Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN. Uczona próbuje zastosować je do naprawy uszkodzonej tkanki nerwowej. Badania na myszach, jakie dotychczas przeprowadzono, zostały uznane za obiecujące.
Przed naukowcami jeszcze wiele lat pracy, zanim leczenie uszkodzonych fragmentów ciała za pomocą komórek macierzystych stanie się rutynowym postępowaniem. To bez wątpienia zła wiadomość dla wszystkich cierpiących na nieuleczalne choroby. Dobra zaś to taka, że wreszcie i dla nich pojawiło się światełko w tunelu.
