Sposoby wykorzystania komórek macierzystych w medycynie

Komórki macierzyste mogą być wykorzystane w medycynie na kilka sposobów: w terapiach o nie opartych (terapie komórkowe), badaniach nad lekami oraz do zastąpienia uszkodzonych tkanek organizmu.  Naukowcy chcą wykorzystywać komórki macierzyste również do badania mechanizmów chorób i poszukiwania odpowiednich leków.

Terapia komórkowa opiera się na wprowadzeniu komórek macierzystych do uszkodzonego miejsca. Powodzenie tej terapii zależy przede wszystkim od celności dostarczenia komórek w miejsce uszkodzenia tak, aby mogły zastąpić te uszkodzone i stymulować regenerację uszkodzenia. Takie komórki mogą pochodzić od samego pacjenta lub też od dawcy. Przykładem mogą być badania prowadzone nad wykorzystaniem komórek macierzystych pozyskiwanych ze szpiku kostnego do regeneracji uszkodzonego mięśnia sercowego.
 

Alternatywą dla terapii komórkowej mogą być badania prowadzone przez niektórych naukowców zmierzające do znalezienia leków, które będą pobudzać komórki macierzyste naturalnie występujące w naszym organizmie do „wyjścia z ukrycia” i zastąpienia uszkodzonych tkanek. W  badaniach na szczurach udało się uzyskać pozytywny wynik – szczury po uszkodzeniach mózgu spowodowanych wylewem zyskiwały większą zdolność do ruchu, gdy traktowano je odpowiednim środkiem stymulującym komórki macierzyste w mózgu.

Embrionalne komórki macierzyste mogą być hodowane w celu uzyskania konkretnie wyspecjalizowanych komórek, aby np. ułatwić poszukiwania potencjalnych leków. Na przykład kultury komórek nowotworowych wykorzystywane są do poszukiwania leków antynowotworowych. Podobnie uzyskiwanie komórek serca, wątroby czy komórek nerwowych może być użyteczne dla testowania leków, które oddziałują na te organy. Oczywiście badania z wykorzystaniem leków przeprowadzane są na zwierzętach takich jak myszy czy szczury, jednak wyniki badań uzyskanych na tych modelach nie zawsze korelują z efektami obserwowanymi u ludzi. Wielu naukowców uważa, że wykorzystanie ludzkich embrionalnych komórek macierzystych w badaniach może dać  znacznie dokładniejsze wyniki niż obecne testy. Może to również oznaczać, że w czasie testów będzie zabijanych mniej zwierząt oraz będą one szybsze i tańsze. Do tego typu testów mogą być również wykorzystywane indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (z ang. iPSC), uzyskiwane z komórek somatycznych osobników dorosłych.

Komórki macierzyste wykorzystywane w badaniach z udziałem ludzi

Przeszczepy szpiku kostnego, który zawiera komórki macierzyste krwi są procedura rutynową, przeprowadzaną w przypadku chorób jak np. białaczka. Prawie wszystkie  komórki macierzyste, które wykorzystywane są obecnie w testach klinicznych pochodzą właśnie z krwi oraz ze szpiku kostnego.

Wiele tak zwanych terapii komórkowych składa się nie tylko z samych komórek macierzystych, ale z mieszanin różnych  komórek. Przeprowadzane są również badania wykorzystujące neuralne komórki macierzyste, uzyskiwane z embrionalnych  komórek macierzystych, w celu leczenia chorób neurodegeneracyjnych jak np. Parkinson.
 

Komórki hematopoetyczne (HSCs) - te komórki macierzyste można znaleźć w szpiku kostnym i mogą one różnicować we wszystkie typy komórek krwi: erytrocyty, limfocyty B oraz T, neutrofile i inne.

Ten typ komórek jako pierwszy został   wykorzystany do celów medycznych. Pacjent w czasie leczenia białaczki otrzymuje szpik kostny, który zastępuje jego własny - nieprawidłowy. Niestety jednak układ immunologiczny może atakować komórki po transplantacji szpiku pochodzącego od innego dawcy. Terapie eksperymentalne próbują wykorzystywać oczyszczone HSCs od chorego pacjenta oraz skupiają się na poszukiwaniu leków, które mają stymulować własne HSCs pacjenta do proliferacji (dzielenia się) bez konieczności transplantacji.

Komórki mezynchemalne (MSCs) -  również znajdowane w szpiku kostnym, ale także w mięśniach czy tkance tłuszczowej. Mogą różnicować w wiele typów komórek np. komórki kości, komórki tłuszczowe czy komórki chrzęstne. Podobnie jak komórki hematopoetyczne, te mezynchemalne mogą być w stosunkowo prosty sposób pozyskiwane z dorosłych organizmów. MSCs badane są pod kątem wykorzystania w leczeniu chorób wątroby czy serca.  Komórki mezynchemalne mogą być również wykorzystywane w celu wspomagania leczenia  uszkodzonych stawów. Przyspieszają one regenerację i pozwalają szybciej wrócić do sprawności. Taką nowoczesną terapię, wykorzystującą MSCs, można znaleźć miedzy innymi w ofercie Centrum Medycznego Damiana.
 

Popularne jest również wykorzystywanie komórek macierzystych uzyskiwanych z krwi pępowinowej. Znajdują się w niej głównie HSCs, które mogą być używane później do leczenia białaczki i innych chorób krwi. Plusem jest to, że metoda pozyskiwania jest mniej bolesna niż procedura pobrania szpiku kostnego.  Dodatkowo dzięki niedojrzałości układu immunologicznego nowonarodzonych dzieci , komórki uzyskiwane w taki sposób są rzadziej odrzucane przez biorcę niż komórki pochodzące od dorosłego dawcy. Jednak ilość uzyskiwanych HSCs z krwi pępowinowej jest niewielka i aby można było przeprowadzić terapię u dorosłej osoby potrzebne są komórki pochodzące z kilku porodów, a komórki takie, pomimo mniejszego ryzyka,  mogą być wciąż odrzucone przez biorcę.