Nadzieja współczesnej medycyny. Jedyna szansa dla wielu chorych. Komórki macierzyste

Piotr Schutta 8 stycznia 2016

Naukowcy mówią, że gdyby człowiek był w stanie w stu procentach wykorzystać potencjał tkwiący w komórkach swojego organizmu, mógłby żyć 132 lata. Ten potencjał tkwi głównie w komórkach macierzystych, o których ciągle wiemy zbyt mało.

Sportowiec Mariusz Pudzianowski jest jednym z najbardziej znanych pacjentów łódzkiego ortopedy dr. Krochmalskiego, stosującego terapię komórkową

Fot.: Archiwum


Kilkudniowy zarodek człowieka jest cząstką o średnicy zbliżonej do grubości czterech ludzkich włosów. Ta drobina to skupisko około 100 komórek. Większość z nich, tworząca warstwę zewnętrzną, ukształtuje łożysko odżywiające embrion. Ciekawiej jest w środku zarodka. Tam znajduje się kula zbudowana z 10-20 komórek, które stanowią tak zwany węzeł zarodkowy. Z nich powstanie człowiek.

Komórki na czarną godzinę


To embrionalne komórki macierzyste, od których wszystko zależy. Ich możliwości twórcze są nieograniczone. Niewyspecjalizowane na początku, z czasem będą się mnożyć i różnicować, najpierw w poszczególne listki zarodkowe, a potem w komórki wszystkich typów tkanek, z których składa się nasz organizm. Jedne zbudują serce, inne wątrobę, kolejne nerki, kości, chrząstki, stawy, mięśnie, skórę, zęby oczy, włosy i tak dalej. Ostatecznie będzie ich ok. 200 rodzajów. Tyle przynajmniej do tej pory odkryto. Ale odkryto również coś, czego domyślano się od wieków, lecz długo nie potrafiono naukowo udowodnić.


- I to jest w tym wszystkim najciekawsze. Fakt, że część z tych komórek organizm zachowuje na tak zwaną czarną godzinę, celowo nie pozwalając im się dzielić. Mówiąc najprościej, jak się da, to są właśnie komórki macierzyste. Komórki mające przed sobą wszystkie możliwości podziału. Znajdują się w organizmie każdego człowieka, również dorosłego, a nawet starego, ale z wiekiem jest ich coraz mniej. Ich pula się wyczerpuje, ponieważ są one odpowiedzialne za regenerację i gojenie się ran i uaktywniają się, gdy się skaleczymy, zachorujemy albo... na przykład zatrujemy grzybami - mówi profesor Tomasz Drewa, kierujący Katedrą Urologii, w skład której wchodzi Zakład Medycyny Regeneracyjnej i Zakład Inżynierii Tkankowej Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika.

Pobrany z organizmu pacjenta materiał komórkowy, po wstępnej obróbce, wprowadzany jest drogą iniekcji do uszkodzonego narządu. Zabieg trwa kilka godzin

fot. Archiwum

Pobrany z organizmu pacjenta materiał komórkowy, po wstępnej obróbce, wprowadzany jest drogą iniekcji do uszkodzonego narządu. Zabieg trwa kilka godzin


To ich obecności w szpiku kostnym domyślał się 130 lat temu niemiecki patolog Joseph Cohnheim. Na ich temat już w 1908 roku na kongresie hematologicznym w Wiedniu teoretyzował również moskiewski lekarz Aleksandr Maksimow. Jego teorię uznano wówczas za przekonującą, ale dopiero po ok. 60 latach zaczęły pojawiać się dowody naukowe w postaci konkretnych wyników badań.

Trudno dziś jednoznacznie wskazać uczonego, od którego zaczęła się „kariera” komórek macierzystych. Składa się na nią raczej szereg odkryć współczesnej medycyny, z których jedne były przełomowe, a inne prowadziły tylko do kolejnych drzwi, które otwierał po latach ktoś inny. Za ojca terapii komórkowej uważa się Edwarda Donnalla Tomasa, który w 1959 roku jako pierwszy przeszczepił pacjentowi z chorobą nowotworową krwiotwórcze komórki macierzyste, pochodzące ze szpiku kostnego. W 1990 roku za swoje badania nad leczeniem białaczki otrzymał nagrodę Nobla. Warto jednak wspomnieć też o naukowcach z Instytutu Technologii w Massachusetts, którzy w 1974 roku wyhodowali skórę z komórek macierzystych myszy, co w rezultacie doprowadziło do otrzymania skóry z ludzkich komórek. Z efektów tych badań skorzystali w praktyce po raz pierwszy w 1983 roku lekarze z Bostonu. Trzy lata wcześniej natomiast dr Martin Evans wyizolował kolonie embrionalnych komórek macierzystych z mysich zarodków, co uruchomiło kolejną, potężną falę badań i następne odkrycia. Pod koniec lat 70. dowiedziano się, że komórki macierzyste znajdują się we krwi pępowinowej, a w roku 1998 uzyskano je z zarodków ludzi, co wzbudziło ogromne nadzieje, ostudzone jednak późniejszymi badaniami klinicznymi. Okazało się bowiem, że embrionalne komórki macierzyste, mające wprawdzie nieograniczone możliwości podziału i tworzenia dowolnej tkanki, mają też tendencję do tzw. nowotworzenia i w jakiś czas po przeszczepieniu przekształcają się w groźne dla życia nowotwory zarodkowe, tzw. potworniaki.

Ale nauka nauczyła się izolować komórki macierzyste również z „bezpieczniejszych” źródeł, jak szpik kostny, krew pępowinowa, krew obwodowa czy tkanka tłuszczowa. Tak pozyskany materiał nie ma wprawdzie potencjału komórek embrionalnych, ale jest za to dostępniejszy, a przede wszystkim nie budzi kontrowersji etycznych. Dziś głównym zastosowaniem komórek macierzystych w terapii klinicznej na co dzień są przeszczepienia szpiku kostnego i krwi obwodowej, ratujące życie pacjentom z chorobami nowotworowymi, autoimmunologicznymi i wadami wrodzonymi.

prof. Jan Styczyński: W praktyce przeszczepienie macierzystych komórek krwiotwórczych wygląda jak zwykła kroplówka, ale ranga tego zabiegu jest ogromna.


- Przeszczepianie komórek krwiotwórczych ze szpiku kostnego staje się mniej popularne. Dzisiaj pobieramy je głównie z krwi obwodowej, co jest mniej uciążliwe dla dawców. Przy czym skuteczność leczenia jest taka sama - mówi profesor Jan Styczyński, rektor Collegium Medicum UMK, kierujący Pracownią Onkologii Klinicznej i Eksperymentalnej w Katedrze Pediatrii, Hematologii i Onkologii.

- W praktyce przeszczepienie macierzystych komórek krwiotwórczych wygląda jak zwykła kroplówka, ale ranga tego zabiegu jest ogromna. Te komórki zmieniają całkowicie zawartość krwi pacjenta, tworząc nowy szpik kostny i nowy układ odpornościowy - dodaje profesor Jan Styczyński.

Eksperyment, który jest w modzie


Teoretycznie z komórek macierzystych można stworzyć każdą tkankę i zregenerować każdy narząd, co oznacza szansę na wyleczenie dowolnego schorzenia. Na razie jednak większość badań i terapii znajduje się w fazie eksperymentalnej. Brakuje badań klinicznych, potwierdzających w stu procentach skuteczność leczenia i wyjaśniających dokładnie wszystkie procesy, zachodzące na poziomie komórkowym. Trwa choćby poszukiwanie jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy komórki macierzyste podane pacjentowi w miejscu uszkodzenia same różnicują się w nową tkankę, czy raczej przyciągają i aktywują inne komórki macierzyste, obecne już w organizmie. Nie zmienia to faktu, że trudno byłoby znaleźć dziś specjalność medycyny, w której nie prowadzi się badań z wykorzystaniem komórek macierzystych.

Zawrotną karierę na razie komórki macierzyste robią na pewno w ortopedii i medycynie estetycznej. Podane za pomocą iniekcji bezpośrednio w uszkodzone miejsce naprawiają stawy, chrząstki i mięśnie, ale też z powodzeniem odmładzają skórę człowieka. Można nawet mówić o prawdziwej modzie na tego typu zabiegi.

- Źródła popularności tych terapii należy upatrywać w ich wysokim profilu bezpieczeństwa oraz łatwości, z jaką pozyskuje się wykorzystywany w nich materiał komórkowy. Nawet jeśli coś ma niską skuteczność, ale jest bezpieczne, ma duże szanse, by wejść na rynek - tłumaczy prof. Tomasz Drewa.

dr Marek Krochmalski: To jest najlepsza weryfikacja, kiedy człowiek skreślony z powodu urazu zdobywa medal na olimpiadzie czy zostaje mistrzem świata.


Doktor Marek Krochmalski z Łodzi od 6 lat leczy schorzenia ortopedyczne, podając w uszkodzone miejsca świeże, skoncentrowane komórki macierzyste pobrane z krwi pacjenta. Materiał poddany obróbce przez specjalne urządzenie, zwane separatorem komórkowym, jest następnie wstrzykiwany do stawu, który ma się zregenerować. Procedura jest mało inwazyjna i trwa zaledwie kilka godzin.

- Komórka macierzysta podana do uszkodzonej tkanki ma ją odbudować. Ma się różnicować w takim kierunku, aż stanie się na przykład chrząstką. Oczywiście, zabieg nie jest skuteczny stuprocentowo. Gdyby tak było, dostałbym Nobla - żartuje dr Krochmalski. - To jest metoda w powijakach, ale stanowi ciekawą alternatywę dla endoprotez - przyznaje.

Na razie o skuteczności doktora Krochmalskiego świadczą m.in. wyniki osiągane przez leczących się u niego sportowców. Pierwszym z nich i chyba najbardziej znanym, był strongman Mariusz Pudzianowski, który z terapii korzystał trzy razy, lecząc urazy kolana, bicepsa i stawów krzyżowo-biodrowych.

- To jest najlepsza weryfikacja, kiedy człowiek skreślony z powodu urazu, po zabiegu i rehabilitacji zdobywa medal na olimpiadzie czy zostaje mistrzem świata - mówi Marek Krochmalski.

W prywatnej klinice chirurgii plastycznej dr Wiesława Bieńkowskiego w Bydgoszczy wykorzystywany jest głównie potencjał komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej pacjenta. Po uprzednim skoncentrowaniu i połączeniu z płytkowymi czynnikami wzrostu wszczepiane są w skórę twarzy.

- Skóra twarzy rozświetla się, zanikają bruzdy i zmarszczki. Efekty widoczne są już po kilku tygodniach - mówi dr Wiesław Bieńkowski.

Stwórca założył blokadę


Spore nadzieje z inżynierią komórkową i komórkami macierzystymi wiąże neurochirurgia, lecz tu przeszkody, by przejść z teorii w praktykę, wydają się być największe. Przeszczepiane do mózgu komórki nie poddają się subtelnemu prawu autoregulacji.

- Pod koniec lat 90. przeszczepiano komórki macierzyste do uszkodzonych obszarów mózgu w chorobie Parkinsona. To był okres fascynacji. Byłem przekonany, że za rok, dwa nastąpi przełom i będziemy mogli leczyć nieuleczalne dotąd choroby degeneracyjne układu nerwowego. Ale minęło ponad dziesięć lat i jesteśmy ciągle w tym samym miejscu. Czasem mam wrażenie, że walczymy z czymś, co zostało przez naturę czy Boga zaprojektowane w taki sposób, byśmy sobie z tym nie mogli poradzić - mówi profesor Marek Harat, neurochirurg.


Warto wiedzieć: Komiks, który uczy


Ciągle niewiele jest publikacji popularnonaukowych opisujących przystępnym językiem osiągnięcia współczesnej medycyny w dziedzinie inżynierii komórkowej. Pionierski szlak próbuje wytyczać w tej mierze powołane do życia w 2010 roku Europejskie Centrum Komórek Macierzystych (eurostemcell.org). Można tam znaleźć wiele materiałów edukacyjnych, w tym w formie komiksu dla dzieci i młodzieży.


Komórki w akcji. Walec, który ma leczyć


Jeden z rewolucyjnych projektów badawczych, wykorzystujących komórki macierzyste, prowadzony jest w naszym regionie.

Zespół badawczy pod kierunkiem profesora Tomasza Drewy z Zakładu Medycyny Regeneracyjnej i Zakładu Inżynierii Tkankowej CM UMK prowadzi zaawansowane badania laboratoryjne, których efektem ma być wyprodukowanie wstawki do odprowadzania moczu. Ma ona być rozwiązaniem dla pacjentów, którym usunięto pęcherz moczowy w przebiegu choroby nowotworowej. Proteza ma długość kilku centymetrów i jest walcem z biomateriałów, wypełnionym komórkami macierzystymi. Najpierw w warunkach laboratoryjnych zostanie z nich wyhodowana nowa tkanka, a potem walec trafi do organizmu pacjenta, gdzie zostanie połączony z moczowodami. Dopiero tutaj rozpocznie się prawdziwe zadanie komórek macierzystych. Mają wysłać sygnał do komórek macierzystych, znajdujących się w organizmie pacjenta, i z ich udziałem rozpocząć proces regeneracji i gojenia. Przed naukowcami etap doświadczeń na dużym modelu zwierzęcym.

Polski wkład. Uśpione i bardzo małe


Spore nadzieje rozbudziło odkrycie dokonane w 2006 roku przez profesora Mariusza Ratajczaka i jego zespół badawczy pracujący w USA.

Polskim naukowcom udało się mianowicie wyizolować, najpierw z myszy, a potem z organizmu dorosłego człowieka, komórki, które zachowują się jak embrionalne komórki macierzyste (VSEL - małe embrionalne komórki macierzyste), niewykazujące przy tym tendencji do przekształcania się w nowotwór po przeszczepie. Jak tłumaczył w jednym z wywiadów prof. Ratajczak - „Komórki tego typu deponowane są w dorosłych narządach, na co dzień uśpione, ale w pewnych stanach dochodzi do przebudzenia. Biorą one wtedy udział w procesach odnowy, regeneracji. Teraz staramy się je modelować tak, żeby je z tego stanu uśpienia wybudzić”. Obecność VSEL w tkankach człowieka została potwierdzona przez inne zespoły badawcze. Kwestią dyskusyjną pozostaje, czy faktycznie mają one cechy opisane przez zespół prof. Ratajczaka.

Na razie eksperyment. Potwierdzonych niewiele


Możliwości jest wiele, ale tylko trzy terapie uznawane są w tej chwili w Europie za w pełni bezpieczne i skuteczne.

Jak podaje Euro Stem Cell (Europejskie Centrum Komórek Macierzystych), najlepiej sprawdzoną klinicznie metodą terapii przy użyciu komórek macierzystych jest jak dotąd transplantacja komórek krwi. Stosuje się ją w leczeniu chorób i schorzeń krwi oraz układu odpornościowego lub w celu odbudowania układu krwionośnego po leczeniu pewnych typów raka. W Europie rocznie leczonych jest tą metodą ok. 26 tys. pacjentów. Od przeszło czterech dekad komórki macierzyste wykorzystywane są również do hodowania przeszczepów skóry. Warunkowo została dopuszczona w Europie także nowa terapia o nazwie Holoclar, wykorzystująca komórki macierzyste w leczeniu uszkodzenia rogówki oka. Są to wg ESC jedyne w tej chwili bezpieczne i skuteczne sposoby leczenia z wykorzystaniem komórek macierzystych.

Rozpowszechnianie niniejszego artykułu możliwe jest tylko i wyłącznie zgodnie z postanowieniami „Regulaminu korzystania z artykułów prasowych” i po wcześniejszym uiszczeniu należności, zgodnie z cennikiem.