Komórki macierzyste

Komórki macierzyste – co to jest?

Komórki macierzyste to niewyspecjalizowane i niedojrzałe jeszcze komórki ludzkiego organizmu. Mogą dzielić się wielokrotnie oraz różnicować (tworzyć komórkę potomną określonego typu, np. mięśniową, nerwową). Podczas podziału komórka główna nie znika. Po podziale mamy więc dwie: macierzystą i wyspecjalizowaną potomną.

Komórki macierzyste mogą tworzyć komórki potomne:

• każdego typu, również tworzące łożysko – to komórki totipotencjalne,
• każdego typu, z wyjątkiem komórek łożyska – to komórki macierzyste pluripotencjalne,
• kilku różnych typów, zwykle o tych samych właściwościach – to komórki multipotencjalne,
• jednego typu – unipotencjalne.

Skąd pobiera się komórki macierzyste?

Komórki macierzyste ze względu na pochodzenie dzielą się na:

• embrionalne, inaczej zarodkowe komórki macierzyste (ESC) – pochodzą z komórek zarodka; mogą potencjalnie zmieniać się w komórki każdego typu lub w każdego typu prócz komórek łożyska. Oznacza to, że mogłyby teoretycznie zastąpić każdą uszkodzoną tkankę. Ale to na razie teoria.

• dorosłe komórki macierzyste (somatyczne) – pochodzą z tkanek młodych lub dorosłych organizmów; odnawiają stale zużywające się komórki poszczególnych tkanek. Są multipotencjalne (np. komórki krwiotwórcze) lub unipotencjalne (np. mięśniowe komórki satelitowe). Mogą z nich powstać tylko niektóre tkanki.

Pobranie dorosłych komórek macierzystych nie powoduje zniszczenia zarodka, więc nie wywołuje wątpliwości etycznych. Ich badania kliniczne są już bardzo zaawansowane.

Komórki macierzyste krwiotwórcze pobiera się z:

• szpiku kostnego,
• krwi pępowinowej,
• krwi obwodowej.

Mezenchymalne komórki macierzyste, czyli takie, które mogą przekształcać się w różne rodzaje tkanek: kostną, chrzęstną, mięśniową, tłuszczową, pozyskuje się m.in. z:

• tkanki tłuszczowej,
• sznura pępowinowego.

Terapie z wykorzystaniem mezenchymalnych komórek macierzystych nadal znajdują się w fazie badań.

Leczenie komórkami macierzystymi

Dorosłe komórki macierzyste wykorzystano już wiele razy. Skutecznie leczą liczne choroby. Trwają badania nad kolejnym ich zastosowaniem.

To, jakie choroby można pokonać dzięki terapii komórkami macierzystymi, zależy od miejsca pobrania materiału. Inne leczy się komórkami ze szpiku, a inne tymi z krwi pępowinowej. Przy czym dużo łatwiej dopasować dawcę do biorcy w przypadku komórek macierzystych z krwi pępowinowej. W przypadku tych ostatnich muszą zgadzać się 4 z 6 badanych antygenów. Przy szpiku: 8 na 10 antygenów transplantacyjnych.

Komórki macierzyste wykorzystywane są m.in. w leczeniu:

• rozległych oparzeń i owrzodzeń skóry – wykorzystuje się wtedy komórki macierzyste skóry,

• uszkodzeń rąbka rogówki – wtedy przeszczepia się komórki macierzyste rąbka rogówki,

• niedokrwistości, białaczki, niedoborów immunologicznych (upośledzenie lub brak zdolności układu immunologicznego do zwalczania zakażeń) – komórki macierzyste pobierane są ze szpiku kostnego.

Terapie te są zarejestrowane przez europejskie lub amerykańskie instytucje nadzoru nad procedurami medycznymi i lekami.

Komórki macierzyste wykorzystywane są również m.in. w:

• reumatologii,
• medycynie estetycznej,
• ortopedii.

Bank komórek macierzystych

Konserwacją i przechowywaniem komórek macierzystych na potrzeby procedur medycznych zajmują się banki komórek macierzystych.

Typy banków komórek macierzystych:

• publiczne – finansowane z pieniędzy publicznych; każdy ma tu dostęp do zgromadzonych komórek macierzystych. Do przeszczepu mogą zostać użyte tylko komórki o wysokim stopniu zgodności tkankowej między dawcą i biorcą,
• prywatne – finansowane z pieniędzy prywatnych; każdy może przechowywać tam własne komórki macierzyste i decydować o ich wykorzystaniu.

W Polsce istnieje sześć publicznych banków komórek macierzystych z krwi pępowinowej. Można też korzystać z banków na całym świecie (opłata: 20 tys. euro). Najwięcej porcji krwi zgłosił do Centrum Organizacyjno-Koordynacyjnego ds. Transplantacji „Poltransplant” Polski Bank Komórek Macierzystych. On również prowadzi zbiórkę fragmentów pępowiny, z których pozyskiwane są komórki macierzyste i mezenchymalne. PBKM organizuje też zbiórki krwi pępowinowej – na własny koszt – która jest preparowana, testowana i trafia do rejestru „Poltransplant”.

Wskazania do przeszczepu komórek macierzystych

Na razie w leczeniu wykorzystywane są tylko dorosłe komórki macierzyste. Ich pozyskanie nie wymaga hodowli zarodków.

Przeszczepienie macierzystych komórek krwiotwórczych (tzw. przeszczep szpiku kostnego)

To terapia wykorzystywana z powodzeniem na całym świecie.

Przeszczepienie macierzystych komórek krwiotwórczych stosuje się u pacjentów:

• z niedoborem immunologicznym (upośledzenie lub brak zdolności układu immunologicznego do zwalczania zakażeń). Przeszczep macierzystych komórek może być dla nich jedyną szansą na właściwie funkcjonujące komórki odpornościowe;

• ze zniszczonym szpikiem kostnym.

Transfer komórek macierzystych od dawcy do biorcy odbywa się podobnie jak zabieg transfuzji krwi. Przeszczepiane komórki macierzyste przenoszone są przez krew w organizmie i samodzielnie umieszczają się w przestrzeni szpiku kostnego pacjenta. Jest to miejsce, w którym powstają nowe, zdrowe komórki krwi.

Krwiotwórcze komórki macierzyste dojrzewają i przekształcają się we wszystkie trzy podstawowe rodzaje komórek krwi: leukocyty (białe krwinki), erytrocyty (czerwone krwinki) oraz trombocyty (płytki krwi).

Wykorzystanie macierzystych komórek naskórka

Umożliwia ono gojenie rozległych oparzeń i owrzodzeń skóry.

Pobiera się komórki macierzyste naskórka ze zdrowej skóry pacjenta (to zapobiega odrzutom), intensywnie namnaża w laboratorium. Następnie umieszcza się je na ranie.

Wykorzystanie macierzystych komórek rąbka rogówki

Ze zdrowego oka pobiera się komórki macierzyste, namnaża w laboratorium i podaje do chorego oka.

Metodę wykorzystuje się u pacjentów z uszkodzeniem rąbka rogówki.

Komórki mezenchymalne z tkanki tłuszczowej

Mają one możliwość przekształcania się w różne linie komórkowe (m.in. komórki naczyniowe, kościotwórcze, komórki mięśni i chrząstki) oraz wydzielają substancje biologicznie czynne, m.in. cytokiny. Dzięki temu możliwe jest ich zastosowanie w medycynie regeneracyjnej.

Komórki z tkanki tłuszczowej wykorzystuje się:

• do regeneracji zniszczonego stawu (np. kolanowego),

• podczas zabiegu medycyny estetycznej i chirurgii plastycznej,

• w chorobach neurodegeneracyjnych,

• po urazach.

Pozyskiwanie komórek macierzystych z tkanki tłuszczowej pozwala uzyskać największą ich liczbę, nie trzeba ich namnażać.

Pobranie komórek macierzystych

Można pobierać dorosłe komórki macierzyste z różnych miejsc. Od miejsca pobrania materiału zależy to, jakie choroby można pokonać dzięki terapii komórkami macierzystymi.

Pobranie komórek macierzystych ze szpiku kostnego

Liczba krwiotwórczych komórek macierzystych we krwi jest bardzo niska. Dlatego trzeba ją zwiększyć: dawca otrzymuje zastrzyk z tzw. czynnikiem wzrostu cztery dni przed pobraniem oraz w dniu pobrania. Większość dawców aplikuje je sobie samodzielnie.

Podczas przyjmowania czynnika wzrostu mogą pojawić się bóle głowy, mięśni, stawów. Zalecane jest zażycie środków przeciwbólowych.

Istnieją dwie metody pobrania krwiotwórczych komórek macierzystych:

• z krwi obwodowej (80 proc. pobrań) – przypomina oddawanie krwi. Dawcy zakłada się dwa dożylne dojścia w obydwa przedramiona. Z jednego krew wypływa do specjalnej maszyny (odseparowuje krwiotwórcze komórki macierzyste), a następnie wraca do organizmu drugim dojściem. Trwa to ok. 4–5 godzin. Dawca od razu może wrócić do domu. Jeśli organizm ma za mało komórek macierzystych, pobranie powtarza się w ciągu dwóch następujących po sobie dni w klinice pobrań. Pobranie komórek macierzystych z krwi obwodowej nie wymaga ani znieczulenia ogólnego (narkozy), ani dłuższego pobytu w szpitalu. Nie są znane żadne odległe w czasie skutki uboczne stymulacji czynnikiem wzrostu.

• z talerza kości biodrowej – za pomocą igły punkcyjnej pobiera się ok. litra mieszanki krwi i szpiku. Zabieg wykonywany jest w znieczuleniu ogólnym, dlatego dawca najczęściej przyjeżdża do kliniki dzień przed zabiegiem i zostaje 2–3 dni. Zabieg trwa ok. 1 godziny. Po pobraniu dawca może czuć ból podobny do lekkiego stłuczenia oraz w sporadycznych przypadkach mdłości. Istnieje także niewielkie ryzyko infekcji rany.

Po zebraniu wystarczającej liczby komórek materiał transportowany jest do kliniki, w której leczony jest biorca. Tam ma miejsce przeszczepienie.

Po pobraniu organizm odbudowuje komórki macierzyste w ciągu dwóch tygodni. Dawca w żaden sposób nie odczuwa tego procesu.

O metodzie pobrania komórek decyduje lekarz, wybierając tę, która będzie miała najlepszy wpływ na wynik przeszczepienia. Preparaty, w zależności od źródła pobrania, mają różne właściwości biologiczne. Materiał pobrany z talerza kości biodrowej jest lepszy dla dzieci, bo jest „łagodniejszy”.

Materiał z krwi obwodowej przyspiesza regenerację pacjenta. Zawiera bardziej „waleczne” białe krwinki i limfocyty, które mogą pomóc zwalczyć chorobę resztkową, pozostającą w organizmie pacjenta. Ale taki „silniejszy” preparat może atakować także zdrowe tkanki, powodując chorobę „przeszczep przeciw gospodarzowi”.

Pobranie krwi pępowinowej

 Pobranie krwi pępowinowej wykonuje się po przecięciu pępowiny. Krew jest pobierana z części pępowiny połączonej z łożyskiem. Proces jest neutralny dla dziecka.

Zazwyczaj pobranie wykonuje przeszkolona położna, korzystając z zestawu pobraniowego dostarczonego do szpitala przez rodziców bezpośrednio przed porodem. Po pobraniu materiał jest odbierany ze szpitala i transportowany do laboratorium przez upoważnioną przez bank komórek macierzystych osobę.

Pobieranie komórek macierzystych z tkanki tłuszczowej

W zabiegu wykorzystuje się metodę liposukcji – małe kaniule (np. słomki) wprowadza się przez niewielkie nacięcie i odsysa tłuszcz. Tkanka tłuszczowa pobierana jest najczęściej z okolic brzucha.

Dawca komórek macierzystych

Dawcą krwiotwórczych komórek macierzystych (szpiku kostnego) może zostać każdy ogólnie zdrowy człowiek pomiędzy 18. a 55. rokiem życia, ważący nie mniej niż 50 kg i o wskaźniku masy ciała (BMI) nie wyższym niż 40.

Z oddawania komórek macierzystych dyskwalifikują m.in.:

• zawał serca,
• zatorowość płucna,
• migotanie przedsionków,
• przebyta zakrzepica,
• tętniak aorty,
• nowotwór – przebyty lub czynny,
• choroby zakaźne,
• transplantacje,
• choroby autoimmunologiczne,
• choroby układu nerwowego,
• choroby krwi i szpiku,
• schorzenia endokrynologiczne,
• zaburzenia psychiczne,
• zażywanie leków wpływających na układ krwiotwórczy,
• cytostatyki,
• środki immunosupresyjne,
• uzależnienia.

Przy wykorzystaniu komórek macierzystych do leczenia rozległych oparzeń i owrzodzeń skóry, uszkodzeń rąbka rogówki, leczenia stawów (np. biodrowego), medycyny estetycznej dawcą może być sam biorca.

Kiedy terapia komórkami macierzystymi nie jest optymalnym wyborem?

Nie każda sytuacja kliniczna wymaga sięgania po zaawansowane metody leczenia, takie jak terapia komórkami macierzystymi. W wielu przypadkach lepsze efekty można uzyskać dzięki standardowym, dobrze przebadanym metodom. Dlatego decyzja o zastosowaniu tej formy terapii powinna być zawsze poprzedzona rzetelną diagnostyką i konsultacją ze specjalistą.

Przeciwwskazania i ograniczenia terapii:

• przy łagodnych dolegliwościach, które można skutecznie leczyć zachowawczo,
• w chorobach, gdzie brak jest potwierdzonej skuteczności terapii komórkami macierzystymi,
• u pacjentów z przeciwwskazaniami do zabiegów (np. ciężkie choroby ogólne).

Ryzyko i możliwe powikłania

Ryzyko zależy od rodzaju terapii:

• przeszczep szpiku – ryzyko odrzutu (choroba „przeszczep przeciw gospodarzowi”), infekcji, powikłań hematologicznych,
• zabiegi małoinwazyjne – przejściowy ból, obrzęk, infekcja w miejscu podania,
• pobranie komórek – przejściowy ból, powikłania po znieczuleniu, rzadko infekcje.

Rekonwalescencja może trwać od kilku dni (proste procedury) do wielu tygodni lub miesięcy (przeszczepy).

Alternatywne metody leczenia

W zależności od choroby alternatywą mogą być:

• farmakoterapia,
• rehabilitacja i fizjoterapia,
• klasyczne leczenie operacyjne,
• leczenie biologiczne lub immunologiczne.

W wielu przypadkach to właśnie te metody stanowią standard postępowania, a terapia komórkami macierzystymi jest rozważana dopiero później.

Jak wybrać specjalistę lub klinikę?

Leczeniem z wykorzystaniem komórek macierzystych zajmują się różni specjaliści – najczęściej hematolodzy, onkolodzy, ortopedzi lub okuliści, w zależności od wskazania. Kluczowe znaczenie ma doświadczenie lekarza w danej metodzie oraz dostęp do pełnej diagnostyki, która pozwala właściwie zakwalifikować pacjenta.

Warto sprawdzić, czy ośrodek prowadzi leczenie zgodne z aktualnymi wytycznymi i czy oferuje opiekę po zabiegu, w tym kontrole oraz ewentualną rehabilitację. Istotne jest także realistyczne przedstawienie efektów terapii i możliwych powikłań.

FAQ, czyli najczęstsze pytania o komórki macierzyste

• Ile kosztuje terapia komórkami macierzystymi?

  Ceny za zabieg z wykorzystaniem komórek macierzystych (w ortopedii, reumatologii, medycynie estetycznej, po oparzeniach) – na podstawie danych z 63 klinik oraz 19 lekarzy – wynoszą od 200 zł do 22 044 zł.

• Co to są komórki macierzyste?

  To komórki, które mogą dzielić się wielokrotnie i przekształcać w inne, bardziej wyspecjalizowane rodzaje komórek. Ze względu na pochodzenie dzielą się na: embrionalne, inaczej zarodkowe komórki macierzyste (ESC) – pochodzą z komórek zarodka. Mogłyby teoretycznie zastąpić każdą uszkodzoną tkankę. Ale to na razie teoria. dorosłe komórki macierzyste (somatyczne) – pochodzą z tkanek młodych lub dorosłych organizmów. Odnawiają stale zużywające się komórki poszczególnych tkanek. Mogą z nich powstać tylko niektóre tkanki.

• Komórki macierzyste – czy warto?

  Już teraz uważa się, że komórki macierzyste będą przyszłością medycyny. Dorosłe komórki macierzyste wykorzystano już wiele razy. Skutecznie leczą liczne choroby. Ciągle trwają nad nimi badania. Komórki macierzyste można stosować w niektórych przypadkach do przeszczepień autologicznych, czyli dla osoby, od której pochodzą, lub allogeniczne — dla innej osoby, np. rodzeństwa lub rodzica w przypadku chorób nowotworowych oraz wrodzonych, lub dla osoby obcej.  Komórki macierzyste, tzw. komórki mezenchymalne różnicują się w inne typy komórek, np. nerwowe, kostne, chrzęstne. Wykorzystywane są w reumatologii, ortopedii, medycynie estetycznej.

• Na czym polega przeszczep komórek macierzystych?

  Przy przeszczepie macierzystych komórek krwiotwórczych najpierw dawca oddaje szpik podobnie jakby oddawał krew (z krwi obwodowej) lub za pomocą igły punkcyjnej pobiera się ok. litra mieszanki krwi i szpiku (z talerza kości biodrowej). Transfer komórek macierzystych od dawcy do biorcy odbywa się podobnie jak zabieg transfuzji krwi. Przeszczepiane komórki macierzyste przenoszone są przez krew w organizmie i samodzielnie umieszczają się w przestrzeni szpiku kostnego pacjenta. Jest to miejsce, w którym powstają nowe, zdrowe komórki krwi. Przy wykorzystaniu macierzystych komórek naskórka – pobiera się komórki macierzyste naskórka ze zdrowej skóry pacjenta (to zapobiega odrzutom), intensywnie namnaża w laboratorium. Następnie umieszcza się je na ranie.  Przy wykorzystaniu macierzystych komórek rąbka rogówki – ze zdrowego oka pobiera się komórki macierzyste, namnaża w laboratorium i podaje do chorego oka. Przy wykorzystaniu macierzystych komórek z tkanki tłuszczowej – pobiera się je od dawcy metodą liposukcji (małe kaniule, np. słomy, wprowadza się przez niewielkie nacięcie i odsysa tłuszcz). Tkanka tłuszczowa pobierana jest najczęściej z okolic brzucha. Pobranie krwi pępowinowej wykonuje się po przecięciu pępowiny. Krew jest pobierana z  części pępowiny połączonej z łożyskiem. Po pobraniu materiał jest transportowany do banku komórek macierzystych.

Filmy

Przedstawiamy poniżej filmy, na których lek. Paweł Stajniak (chirurg ogólny) - eksperci tematyki komórki macierzyste, dzielą się swoim doświadczeniem i wiedzą na ten temat.