Komórki macierzyste w ortopedii

Komórka macierzysta, nazywana komórką pnia (ang. Stem Cell) to komórka, która bierze udział w budowaniu każdego żywego organizmu. Może ulec podziałowi niezliczoną ilość razy oraz ma zdolność różnicowania się do innych typów komórek, które ją otaczają. Ma również szczególną zdolność samoodnawiania, czyli zastępowania obumarłych komórek nowymi, które przejmują ich funkcję.

Podział komórek macierzystych

W zależności od tego skąd komórki macierzyste są pobierane, dzieli się je na komórki macierzyste embrionalne (ang. Embryonic Stem Cells - ESC) i komórki macierzyste somatyczne (ang. Somatic Stem Cells -SSC). Pierwsze pochodzą z krwi pępowinowej i pobrane mogą być tuż po narodzeniu dziecka. Druga grupa, to komórki pobierane od dorosłego człowieka, ze szpiku kostnego, który jest głównym źródłem krwiotwórczych komórek macierzystych lub z krwi obwodowej. Pobrane komórki macierzyste mogą być przechowywane wiele lat w ciekłym azocie, którego temperatura wynosi -196°. Dzięki tej możliwości mogą zostać wykorzystane w najpotrzebniejszym momencie, nawet długi czas po ich pobraniu.

Według najnowszych badań największa ilość komórek macierzystych, które wykazują zdolność różnicowania w komórki budujące mięsień sercowy (kardiomiocyty) oraz komórki śródbłonka naczyń, znajduje się w tkance tłuszczowej. Pochodzące z niej komórki macierzyste macierzyste cechują się wysokim stopniem plastyczności. Z łatwością różnicują się w komórki chrząstki, mięśni czy śródbłonka, jak również układu mięśniowo-szkieletowego.

Wykorzystanie komórek macierzystych - nowe możliwości i nadzieje w medycynie

Pobieranie komórek macierzystych wykorzystywane jest już w leczeniu choroby Parkinsona i cukrzycy. Głośno było o zabiegu przeprowadzonym przez prof. Song-Chang-hun’a oraz prof. Kang Kyung-sun’a z Korei Południowej, którzy w 2004 r. wszczepili komórki macierzyste pobrane z krwi pępowinowej pacjentce, która od 19 lat była sparaliżowana na skutek urazu rdzenia kręgowego. Wówczas 37-letnia Hwang Mi-Soon, po tym zabiegu odzyskała władzę w nogach. Niestety na krótko, bo po 5 miesiącach wróciła na wózek. Jednak zabieg ten pokazał nowe możliwości i dał nadzieję na leczenie nawet tego typu poważnych urazów. Dlatego badania nad wykorzystywaniem komórek macierzystych wciąż trwają.

Innowacyjna terapia stawów - tłuszcz z komórkami macierzystymi jako klucz do regeneracji

Tłuszcz bogaty w komórki macierzyste ma postać płynu o pomarańczowej barwie oraz bardzo gęstej konsystencji. Jest stosowany do przeszczepów autogennych w stawy (jako autogenne smarowidło dostawowe) bądź podskórnie – jako wypełniacz. Po przejściu zaawansowanej obróbki chemicznej i precyzyjnego oczyszczenia ze słabych i martwych komórek macierzystych jego przeżywalność w miejscu transplantacji (przeszczepu) znacząco wzrasta. Ma to niezmiernie istotne znaczenie dla osób ze zmianami chorobowymi stawu tak zaawansowanymi, iż nie ma już szans na jego regenerację. Terapia polegająca na iniekcjach tłuszczu bogatego w komórki macierzyste umożliwia cierpiącym zmniejszenie dolegliwości bólowych (w tym stanu zapalnego), jak również przesunięcie w czasie protezowania. Za pomocą komórek macierzystych leczy się obecnie stawy biodowy oraz kolanowy.

Inna sytuacja ma miejsce u osób, u których ból jest związany z urazem, oraz u tych, u których chrząstka zanikła tylko częściowo. W takich przypadkach stosowaną metodą leczenia jest terapia kombinowana – wsparcie tłuszczu bogatego w komórki macierzyste koncentratem osocza bogatopłytkowego. W tego typu terapii tłuszcz pełni funkcję rusztowania, nośnika dla koncentratu osocza bogatopłytkowego, zaś samo osocze staje się stymulatorem dla komórek macierzystych. Te z kolei są budulcem – są w stanie odtworzyć każdą brakującą tkankę. Osocze pobudza je do namnażania się, a także do sygnalizowania naszych komórek do odbudowy. W miejscu wstrzyknięcia preparatu (iniekcji) dochodzi do intensywnych procesów tworzenia się nowych komórek, regeneracji tych, których brakuje – czyli np. komórek tkanki chrzęstnej, kostnej czy mięśniowej. Cała procedura odbywa się w warunkach in vivo (wewnątrzustrojowo).

Leczenie kontuzji sportowych - terapia komórkami macierzystymi rewolucjonizuje ortopedię

W ortopedii wykorzystywane są m.in. mezenchymalne komórki macierzyste (ang. Mesenchymal Stem Cells), będące komórkami pobranymi od osoby dorosłej. Mogą one tworzyć komórki z grupy tkanek szkieletowych i różnicować się w komórki chrzęstne (tzw. chondrocyty), komórki kostne (tzw. osteoblasty) lub komórki tłuszczowe (tzw.adipocyty). Prowadzone są badania nad różnicowaniem MSC w komórki nerwowe, mięśniowe i komórki skóry.

Za pomocą komórek macierzystych leczone są w ortopedii wszelkie kontuzje sportowe i uszkodzenia stawowe związane np. z toczącym się procesem zwyrodnieniowym. Lekarze wykorzystują je do:

• wspomagania gojenia złamanych kości

• uzupełniania ubytków w chrząstce stawowej

• leczenia entezopatii takich jak kolano skoczka

• leczenia tendinopatii np. przewlekłego zapalenia ścięgna Achillesa

Komórki macierzyste stosowane są także w uszkodzeniach mięśniowych (naderwaniach, zerwaniach) i przy przeciążeniu lub urazie więzadeł.

Zabiegi rekonstrukcji stawów z udziałem komórek macierzystych - przykłady sukcesów

Jednym z pionierów w wykorzystaniu komórek macierzystych w ortopedii jest szpital w Brzezinach, w którym przeprowadzono zabieg rekonstrukcji chrząstki stawowej z wykorzystaniem błony kolagenowej i komórek macierzystych.

Podobne zabiegi odbywają się w Poznaniu. Tu dr n.med. Tomasz Piontek wykorzystuje komórki macierzyste pobrane ze szpiku kostnego do leczenia ubytków chrząstki, czyli do jej rekonstrukcji. Komórki umieszczane są na specjalnej błonie kolagenowej Chondro Gide wykorzystując metodę AMIC ( ang. Autologous Matrix Induced Chondrogenesis). Na błonie, zwanej też macierzą, umieszcza się pobrane mezenchymalne komórki macierzyste, które pod wpływem działania czynników fizjologicznych zaczynają się zmieniać i specjalizować w procesie chondrogenezy w komórki chrzęstne. Doktor Piontek  zaobserwował pozytywne efekty leczenia nawet dużych ubytków chrząstki w trakcie tej samej operacji.

Dr Marek Krochmalski z Kliniki Medical Magnus z Łodzi pozyskuje natomiast komórki macierzyste HSC CD 34+ z krwi obwodowej. Nie są one poddawane żadnym procesom przetwarzania, tylko bezpośrednio podawane poprzez iniekcję w miejsce leczonej chorej tkanki.

Zastosowanie komórek macierzystych w ortopedii jest rozwijającą się dziedziną ortopedii, która może znacznie wpłynąć na przyszłość chirurgii ortopedycznej. Póki co daleko tej metodzie do całkowitego zastąpienia operacji ortopedycznych wykonywanych obecnie. Jednak ma ona ogromny potencjał, aby zmieniać podejście z leczenia rekonstrukcyjnego w leczenie regeneracyjne i prewencyjne.