Pomysł cudownego wyleczenia, ciała uzdrawiające się, kryje pewną fascynację. Badania nad komórkami macierzystymi przybliżają medycyny regeneracyjnej, ale są też kontrowersje. Czym są komórki macierzyste i dlaczego są tak ważne?
Komórki macierzyste to wyjątkowy rodzaj komórek, które mają zdolność przekształcania się w wiele innych typów komórek. Co więcej, komórki te mogą odnawiać się przez podziały, nawet po długim okresie nieaktywności, co czyni je niezwykle cennym narzędziem w medycynie.
Gdy komórka macierzysta dzieli się, nowe komórki mogą pozostać komórkami macierzystymi lub przekształcić się w specyficzne komórki, takie jak komórki krwi, komórki mózgowe czy komórki mięśniowe.
Komórka macierzysta jest określana jako «niezróżnicowana», ponieważ może stać się dowolnym rodzajem komórki. W przeciwieństwie do niej, komórki krwi są «zróżnicowane», ponieważ mają już określoną funkcję.
Komórki macierzyste w terapii
W wielu tkankach komórki macierzyste odgrywają kluczową rolę w regeneracji, jako że są zdolne do szybkiego podziału i zastępowania uszkodzonych komórek. Naukowcy są przekonani, że to może prowadzić do przełomowych terapii w leczeniu takich chorób, jak cukrzyca czy choroby serca.
Na przykład, w przypadku uszkodzenia tkanki serca możliwe jest stymulowanie wzrostu zdrowej tkanki przez przeszczepienie komórek macierzystych wyhodowanych w laboratorium bezpośrednio do serca pacjenta.
Badanie na niewielką skalę wykazało, że pacjenci doświadczyli 40-procentowej redukcji uszkodzonej tkanki serca po zawałach. W przeszłości tego rodzaju bliznowacenie było postrzegane jako trwałe i nieuleczalne.
Pacjenci z zaawansowaną niewydolnością serca odnotowali średnio 30% poprawy w funkcji serca oraz 70% poprawę jakości życia w ciągu 24 miesięcy po wstrzyknięciu komórek macierzystych.
Jednak badanie obejmowało jedynie 11 uczestników, więc trudno określić, czy poprawa wynikała z przeszczepienia komórek czy z innych przyczyn.
Wszystkie przeszczepy miały miejsce w trakcie zabiegu pomostowania tętnic wieńcowych, co może sugerować, że poprawa funkcji serca mogła być efektem tego zabiegu, a nie terapii komórkami macierzystymi.
Aby dokładniej zbadać tę kwestię, naukowcy planują kolejne badania, tym razem z grupą kontrolną pacjentów, którzy będą poddawani tylko zabiegom obejścia, bez stosowania komórek macierzystych.
Inne badania sugerują, że terapie komórkami macierzystymi mogą stać się nową podstawą spersonalizowanego leczenia cukrzycy.
U myszy oraz w kulturach komórkowych, naukowcy z sukcesem wyprodukowali komórki wydzielające insulinę z komórek macierzystych pochodzących ze skóry osób z cukrzycą typu 1.
«Teoretycznie, gdybyśmy mogli zastąpić uszkodzone komórki trzustkowe nowymi komórkami beta, które odpowiadają za regulację insuliny, pacjenci z cukrzycą typu 1 mogliby unikać codziennych zastrzyków insuliny» – mówi Jeffrey R. Millman, adiunkt medycyny i inżynierii biomedycznej na Washington University School of Medicine.
Millman przewiduje, że komórki beta z komórek macierzystych będą gotowe do badań klinicznych w ciągu 3-5 lat. «Wyobrażamy sobie to jako prostą procedurę ambulatoryjną, gdzie urządzenie z komórkami umieszczone będzie tuż pod skórą» – dodaje.
Komórki macierzyste mają ogromny potencjał w opracowywaniu nowych terapii.
Komórki macierzyste w rozwoju leków
Obecnie jednym z zastosowań komórek macierzystych jest rozwijanie i testowanie nowych leków.
W tym celu najczęściej wykorzystuje się indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste, które zostały genetycznie «przeprogramowane» przy użyciu kontrolowanych wirusów. Dzięki temu przypominają one niezróżnicowane komórki macierzyste.
Z tych pluripotencjalnych komórek macierzystych można hodować nowe zróżnicowane komórki, które przypominają na przykład komórki nowotworowe. To umożliwia testowanie leków przeciwnowotworowych na tych komórkach.
Wiele różnych typów komórek rakowych jest już produkowanych tą metodą. Niemniej jednak, ponieważ komórki te nie mogą jeszcze być wytwarzane w kontrolowany sposób, wyniki testów nie zawsze są powtarzalne.
Czy obecne terapie działają?
W ostatnich latach powstały kliniki oferujące terapie komórkami macierzystymi. Badanie z 2016 roku wykazało, że w samych Stanach Zjednoczonych działa ich 570 i oferują one terapie dla różnych schorzeń, od urazów sportowych po nowotwory.
Jednak terapia komórkami macierzystymi wciąż w większości opiera się na teoriach, a nie na solidnych dowodach.
Bardzo niewiele z tych terapii osiągnęło nawet najwcześniejszy etap badań klinicznych. Większość obecnych badań jest przeprowadzana na myszach lub w warunkach laboratoryjnych.
Mimo to, kliniki są dopuszczone przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) do wykonywania iniekcji pacjentom z ich własnymi komórkami macierzystymi, o ile komórki te będą pełnić jedynie swoje naturalne funkcje.
Skąd pochodzą komórki macierzyste?
Komórki macierzyste można pozyskiwać na różne sposoby.
Embrionalne komórki macierzyste pochodzą z zarodka, który ma zaledwie kilka dni.
Dorosłe komórki macierzyste można ekstrahować z różnych tkanek, w tym mózgu, szpiku kostnego, naczyń krwionośnych, mięśni szkieletowych, skóry, zębów, jelit, wątroby i innych.
Płyn owodniowy również zawiera komórki macierzyste. Wiele kobiet decyduje się na badania amniopunkcji, które wykrywają wady wrodzone przed narodzinami dziecka. Jeśli płyn jest przechowywany, może być stosowany do leczenia niektórych wad wrodzonych w czasie ciąży lub po urodzeniu.
Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (komórki iPS) to komórki, które można przeprogramować do działania jako komórki macierzyste, co otwiera nowe możliwości w medycynie regeneracyjnej.
Zagadnienia etyczne
Wykorzystanie komórek macierzystych w badaniach medycznych budzi kontrowersje od samego początku.
Kiedy terapeutyczne użycie komórek macierzystych po raz pierwszy zwróciło uwagę opinii publicznej pod koniec lat 90., naukowcy opanowali technikę pozyskiwania ludzkich komórek macierzystych z zarodków.
Wiele osób jest przeciwko wykorzystywaniu ludzkich komórek embrionalnych do badań medycznych, ponieważ ich pozyskanie wiąże się z niszczeniem zarodków.
Stwarza to złożone problemy, ponieważ różne grupy mają różne przekonania na temat początku życia ludzkiego.
Dla niektórych ludzi życie zaczyna się w momencie narodzin, dla innych gdy zarodek staje się płodem. Jeszcze inni wierzą, że życie zaczyna się od poczęcia, co nadaje zarodkowi taki sam status moralny jak dorosłemu człowiekowi.
Z powodu swoich silnych pro-życiowych poglądów religijnych, prezydent George W. Bush w 2001 roku zakazał finansowania badań nad ludzkimi komórkami macierzystymi.
«Kwestia ta zmusza nas do stawienia czoła fundamentalnym pytaniom na temat początków życia i celów nauki» – ogłosił Bush. «Moje stanowisko w tych kwestiach kształtują głęboko zakorzenione przekonania, wierzę również, że życie ludzkie jest świętym darem od naszego Stwórcy».
Jednak restrykcje badawcze wprowadzone przez administrację Busha zostały częściowo zniesione podczas prezydentury Obamy.
Zastosowanie pluripotencjalnych komórek macierzystych zostało wprowadzone w 2006 roku. Komórki macierzyste w tej metodzie nie pochodzą z embrionalnych komórek macierzystych, co eliminuje wiele kontrowersji etycznych.
Dzięki temu oraz innym ostatnim postępom w technologii komórek macierzystych, postawy wobec badań nad komórkami macierzystymi ewoluowały nieco.
Obecne badania
Badania nad komórkami macierzystymi poszerzają nasze naukowe zrozumienie tego, jak organizm rozwija się z jednej komórki i jak wadliwe komórki mogą być zastępowane przez zdrowe komórki u ludzi i zwierząt.
Zrozumienie raka
Wiele poważnych chorób, które występują u ludzi, takich jak nowotwory i wady wrodzone, są wynikiem nieprawidłowego podziału komórek.
Dzięki badaniu komórek macierzystych i procesowi różnicowania komórek możemy lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają te choroby i jak można je leczyć.
Medycyna regeneracyjna
W czerwcu 2016 roku dwóch badaczy zdobyło drugą nagrodę w kategorii materiałów brytyjskiego konkursu Royal Society of Chemistry za rozwój technologii syntetycznego biomateriału, który stymuluje komórki macierzyste pochodzące z własnych zębów pacjenta.
Naukowcy są przekonani, że materiał ten mógłby zastąpić tradycyjne wypełnienia, ponieważ komórki macierzyste mogłyby nakłaniać uszkodzone zęby do samoleczenia.
Choć konieczne są dalsze badania, zanim terapia komórkami macierzystymi stanie się częścią standardowej praktyki medycznej, nauka dotycząca komórek macierzystych nieustannie się rozwija.
W niemal każdym obszarze terapii istnieją nadzieje, że technologia komórek macierzystych zrewolucjonizuje standardy terapeutyczne, wprowadzając nowe możliwości spersonalizowanego leczenia, a może nawet samoistnego uzdrawiania organizmu.
Kiedy to może się wydarzyć, nikt nie jest w stanie obecnie przewidzieć.
Napisane przez Davida Railtona
