zdravje > matične celice

Matične celice - zaklad iz popkovine

Piše: oglasno sporočilo


Matične celice skozi celotno človekovo življenje opravljajo vlogo regeneracije tkiv in organov. Po definiciji je matična celica vsaka celica, ki kaže možnost samoobnavljanja, prav tako pa se lahko diferencira v bolj usmerjene tkivne celice. Nahajajo se v skoraj vseh tkivih človeškega telesa, kjer lahko nadomestijo druge celice, ki so bile med procesom staranja, bolezni ali poškodb uničene. Prav zaradi te izjemne lastnosti predstavljajo matične celice neverjeten potencial za zdravljenje v prihodnosti, poleg tega pa so pomembno orodje za farmakološka testiranja, celične terapije in tkivni inženiring. Ob rojstvu se z matičnimi celicami bogato popkovnično kri in popkovnico zavrže, vendar pa se danes zahvaljujoč obstoju celičnih bank, te dragocene celice lahko shrani.

(Vzorec shranjene popkovnične krvi)

Prve matične celice, ki so bile karakterizirane in shranjene v celičnih bankah, so bile krvotvorne ali hematopoetske matične celice iz človeške popkovnične krvi. Poleg njih pa lahko v popkovnični krvi najdemo tudi mezenhimske matične celice. Slednje so prisotne tudi v vezivnem tkivu, ki obdaja krvne žile v popkovnici, imenovanem Whartonova žolica. Raziskave so pokazale, da se v Whartonovi žolici nahaja več mezenhimskih matičnih celic kot v popkovnični krvi, zato se priporoča shranjevanje celotne popkovine (Secco in sod., 2008). Vita 34 je prva banka matičnih celic v Evropi, ki shranjuje celotno popkovino in popkovnično kri. Sicer se popkovina takoj po prerezu in prekinitvi krvnega pretoka med materjo in novorojencem zavrže, s tem pa tudi vir celic z velikim potencialom za zdravljenje bolezni.

Pridobivanje matičnih celic iz popkovnične krvi ima v primerjavi z matičnimi celicami iz kostnega mozga ali krvotvornimi matičnimi celicami iz periferne krvi več prednosti. Matične celice iz popkovnične krvi imajo proti tistim iz periferne krvi lažjo in večjo dostopnost, poleg tega pa zaradi svoje vitalnosti povečujejo uspeh presaditve ter so alternativa invazivnemu pridobivanju matičnih celic (Romanov in sod., 2003). Predvsem je pridobivanje enostavno in neboleče ter ne predstavlja tveganja za mater ali novorojenca. Poleg tega je tveganje za prenos bolezni pri presaditvi celic iz popkovnične krvi manjše. Vzorci popkovnične krvi so trajno zamrznjeni in lastnikom vzorcev na razpolago takoj, ko je potrebna transplantacija. Dodatno prednost pred transplantacijo celic kostnega mozga imajo matične celice popkovnične krvi v višji zmožnosti integracije pri nadomestitvi pacientovih krvotvornih matičnih celic (Swijnenburg in sod., 2005), hkrati pa je pacientova zavrnitev manj verjetna. Prav tako matične celice iz popkovnične krvi manj pogosto povzročijo GvHD – akutno in kronično bolezen presadka proti gostitelju. Vse to govori v prid uporabe matičnih celic iz popkovnične krvi v primerjavi z bolj odraslimi celicami kostnega mozga. Matične celice popkovnične krvi še nimajo okoljsko pogojenih nakopičenih mutacij, ki jih dobimo tekom življenja ter epigenetskih sprememb povezanih s staranjem.  Že petdeset let je minilo, odkar so bile prvič identificirane krvotvorne matične celice. Odtlej smo spoznali njihov diferencijski potencial in vlogo v telesu, ob tem pa so znanstveniki ugotovili, da imajo matične celice neverjeten potencial za zdravljenje. Pionirji na tem področju Leary, Broxmeyer in Gluckman ter njihovi sodelavci so v 80-tih letih prejšnjega stoletja odkrili, da se lahko matične celice iz popkovnične krvi uporabijo za transplantacijo krvotvornih matičnih celic (Mayani in sod., 1998). Med tem, ko je dr. Broxmeyer s sodelavci prvi opisal popkovnično kri kot bogat vir krvotvornih matičnih celic primernih za transplantacije (Broxmeyer in sod., 1989), je bila v istem letu (1989) izvedena prva transplantacija s popkovnično krvjo, na pacientu s Franconijevo anemijo. Dr. Gluckmann in dr. Kurzberg s sodelavci sta izvedla zdravljenje fantka, pri katerem so namesto kostnega mozga uporabili kot vir krvotvornih matičnih celic HLA-skladno popkovnično kri novorojene sestrice (Gluckman in sod.,1989). To je spodbudilo nove transplantacije krvotvornih matičnih celic za zdravljenje krvnih bolezni pri otrocih in odraslih. Uspeh transplantacij je odvisen od tega ali je možno najti ustreznega darovalca, katerega celice morajo biti HLA-skladne, kar pa je po navadi mogoče samo v 30% primerov (Kekre in Antin, 2014). Prav zato je shranjevanje popkovnične krvi tako pomembno ob rojstvu otroka.

(Strokovnjaki pri Viti 34 serološko pregledajo vzorec pred krioprezervacijo)

Čeprav se celice iz popkovnične krvi uporabljajo predvsem za zdravljenje krvnih bolezni, je spekter bolezni, ki bi lahko bile zdravljene s temi celicami mnogo širši. Doslej so bile človeške matične celice uporabljene za zdravljenje približno 80 bolezni v več kot 50.000 primerih transplantacij (Sauvageau in Humphries, 2010). Skupno število kliničnih študij z matičnimi celicami do sedaj presega že število 1300, od tega približno 250 osnovanih na uporabi popkovnične krvi (Vir: clinicaltrials.gov), študije pa se razlikujejo v vrsti uporabljenih celic, vrsti bolezni in klinični fazi. Le nekaj od teh kliničnih študij je že bilo zaključenih in predstavljajo uspešne rezultate, nekatere pa so bile predčasno ustavljene, kljub temu pa tudi neuspeli poskusi prispevajo k  boljšemu razumevanju matičnih celic in njihovega potenciala.

Najbolj pogoste terapije so bile s krvotvornimi matičnimi celicami, mezenhimskimi matičnimi celicami, limfociti in dendritičnimi celicami. Najpogosteje so bile uporabljene v onkologiji (zdravljenje s krvnimi celicami in imunske terapije), ki predstavlja 45% vseh kliničnih testov z matičnimi celicami. Druga največja kategorija kliničnih testov z matičnimi celicami je kardiologija, sledi zdravljenje imunskih bolezni. Prenekatere klinične študije pa so doprinesle tudi k uspešni uporabi matičnih celic v terapiji hematoloških obolenj, kar se tudi odraža v kliničnih uspehih zdravljenja krvnega raka. Ključnega pomena za terapevtsko uporabo matičnih celic popkovnične krvi je njihova varnost avtologne intravenozne transplantacije (Buzanska in sod., 2006).

Pomembni so tudi zametki zdravljenja neštetih, do danes še neozdravljivih bolezni, kot na primer zdravljenju nevrodegenerativnih bolezni motoričnih nevronov z mezenhimskimi matičnimi celicami (Heathman in sod., 2015). Na področju nevrologije, matične celice veliko obetajo pri zdravljenju poškodb hrbtenjače ter tudi pri možnostih možganskih regeneracij s pomočjo krvotvornih matičnih celic (Harris and Rogers, 2007; Herranz in sod., 2010). Na živalskih modelnih organizmih so bile do danes že nakazane izboljšave možganskih funkcij po možganski kapi (Zeiner in sod., 2011 ), doprinos k možganski regeneraciji po poškodbi pa je bil potrjen tudi v zmanjšani reaktivni gliozi, kar pomeni zmanjšanem odzivu astrocitov na možgansko poškodbo, kar sicer vodi do nezaželenega brazgotinjenja (Wasielewski in sod., 2012). Pomembni so napredki v uporabi matičnih celic popkovnične krvi pri povečanju tkivne regeneracije in kognitivnih sposobnosti (de Paula in sod., 2012, Wang in sod., 2013). Znanje, pridobljeno na živalskih modelih, je omogočilo uporabo matičnih celic tudi na bolnikih, kar je vodilo v nove uspešne načine zdravljenja.

Leta 2013 je bil objavljen prvi primer, kjer so uporabili mononuklearne celice popkovnične krvi za zdravljenje cerebralne paralize, povzročene zaradi pomanjkanja kisika v možganih pri 2,5 letnem fantku. Po srčnem zastoju so bile poškodbe možganov tako hude, da je bil v vegetativnem stanju. Po 9 tednih so mu zdravniki intravenozno vbrizgali popkovnično kri, ki so jo shranili ob njegovem rojstvu, sledila je dnevna rehabilitacija z fizioterapijami. Dva meseca kasneje se je njegova motorična kontrola izboljšala, paraliza se je očitno zmanjšala, izboljšal se je njegov vid, prav tako pa tudi elektrofiziološka aktivnost možganov. Počasi je lahko sam sedel in izgovarjal enostavne besede. Po 40 mesecih je lahko sam jedel, hodil s pomočjo hojice, se plazil, se bil sposoben sam usesti, izboljšala se je tudi sposobnost govora. Rezultati te študije nakazujejo, da je ravno transplantacija matičnih celic prispevala k izjemni funkcionalni regeneraciji (Jensen in sod., 2013).

Še en primer uspešne uporabe matičnih celic popkovnične krvi je bil pri zdravljenju 37-letne ženske s poškodbami hrbtenjače. V tej študiji so izvedli transplantacijo alogenih HLA-ujemajočih matičnih celic iz popkovnične krvi direktno na mesto poškodbe hrbtenjače. Po 41 dneh so opazili napredek v zaznavanju bolečine in gibanje bokov ter stegen. Magnetna resonanca in računalniška tomografija sta pokazali regeneracijo hrbtenjače na mestu poškodbe in na mestu pod poškodbo. Transplantacija matičnih celic torej daje upanje tudi za zdravljenje pacientov s poškodbami hrbtenjače (Kang in sod., 2005).

Raziskave preteklega desetletja so nas privedle tudi do prvih kliničnih študij uporabe matičnih celic popkovnične krvi na pacientih s sladkorno boleznijo tipa 1, kjer pride do avtoimunske zavrnitve lastnih beta celic, potrebnih za proizvodnjo in kopičenje inzulina. Sprva  je študija na miškah pokazala, da zgolj transplantacija matičnih celic popkovnične krvi, ne pa transplantacija kostnega mozga, zviša število beta celic. Pri tem v evropskem merilu v številu pacientov prednjači Vita 34 v sodelovanju s Tehniško univerzo v Münchnu ter Nemškim raziskovalnim centrom za zdravje in okolje (Helmholtz Zentrum München) (Giannopoulou in sod., 2013).

Prvo transplantacijo z vzorcem matičnih celic iz popkovnične krvi shranjene pri Viti 34 so izvedli leta 2004 pri 3-letni deklici, ki ji zdravljenje s kemoterapijo ni pomagalo in so ji napovedali le še tri mesece življenja (Hayani in sod.,2007). Transplantacija je bila mogoča, ker so starši ob njenem rojstvu shranili popkovnično kri pri Viti 34. Po petih kritičnih letih nadzorovanja je bilo potrjeno, da ni nobenih znakov levkemije v krvi. "Petinsedemdeset mesecev je minilo in končno lahko potrdimo, da je bila deklica ozdravljena'', je leta 2011 dejal  Eberhard Lampeter, ustanovitelj podjetja Vita 34. Z vzorcem iz Vite 34 je bila prvič na svetu dokazano ozdravljena levkemija (Hayani in sod.,2007 ).

Do sedaj je bilo z vzorci matičnih celic popkovnične krvi shranjenih pri Viti 34 uspešno opravljenih 29 transplantacij (tabela 1).

Tabela 1: Pacienti, zdravljeni z matičnimi celicami iz popkovnične krvi, shranjenih pri Viti 34 (Vir: Vita34):

V avgustu 2015 je bila z vzorcem matičnih celic shranjenim pri Viti 34 izvršena transplantacija pri otroku s cerebralno paralizo. Transplantacijska ekipa Vite 34 je aktivno sodelovala pri pripravi transplantata in izvedbi terapije. Pacient je 5-letni deček, na katerem je bila opravljena avtologna transplantacija (transplantacija z lastnimi celicami).

ZAKLJUČEK
Raziskave na matičnih celicah popkovnične krvi so eno bolj dinamičnih medicinskih področij, s tesno vpetostjo v napredke zdravljenja in regenerativne medicine.  Vsakodnevni napredek v kliničnih raziskavah na različnih področjih uporabe matičnih celic nakazuje na njihov ogromen potencial za zdravljenje v prihodnosti. Vita 34 je prva banka v Evropi, ki že vrsto let shranjuje vzorce matičnih celic iz popkovnice ter sodeluje v temeljnih raziskavah in poskusnih zdravljenjih. Vsak raziskovalni projekt se ne konča pozitivno, vendar vsak rezultat prispeva k boljšemu razumevanju matičnih celic iz popkovnične krvi ter razširitvi njihove uporabe.

Avtorji:
- Miha Modic (Inštitut za raziskovanje matičnih celic, Nemški raziskovalni center za zdravje in okolje & IMPRS Max Planck Inštitut za za biokemijo)
- Tjaša Lepko (Inštitut za raziskovanje matičnih celic, Nemški raziskovalni center za zdravje in okolje & GSN, Oddlek za biologijo Ludwig Maximilian,Univerza v Münchnu)
- Nina Ogrin (Izvorna celica d.o.o.)

REFRENCE
(Secco in sod., 2008).
(Romanov in sod., 2003)
Swijnenburg in sod., 2005)
(Mayani in sod., 1998)
(Broxmeyer in sod.,1989)
(Gluckman in sod.,1989)
(Kekre in Antin, 2014)
(Sauvageau in Humphries, Science, 2010)
(Buzanska in sod., 2006).
(Heathman in sod., 2015)
(Harris and Rogers, 2007; Herranz in sod., 2010)
(Zeiner in sod., 2011)
(Wasielewski in sod., 2012).
(de Paula in sod., 2012, Wang in sod., 2013)
(Jensen in sod., 2013).
(Kang in sod., 2005)
(Giannopoulou in sod., 2013)
(Hayani in sod., 2007
 

Sorodni tagi
Sorodni članki
Komentarji