Komórki macierzyste – czym są, na czym polega bankowanie komórek macierzystych?

Komórki macierzyste – czym są?

Komórki macierzyste to pierwotne komórki występujące zarówno w organizmach zwierzęcych, jak i roślinnych, które posiadają wyjątkową zdolność przekształcania się w każdy inny typ komórek, a także dokonywania nieograniczonej liczby podziałów.

To właśnie one stanowią początek wszystkich linii komórkowych, które tworzą organizm człowieka. Mogą nie tylko tworzyć nowe tkanki, ale również zastępować te obumarłe, zapewniając prawidłowe funkcjonowanie wszystkich układów w ciele.

Ze względu na pochodzenie możemy wyróżnić:

• zarodkowe komórki macierzyste – pochodzące z zarodka, mające zdolność do przekształcania się w dowolne komórki organizmu;
• somatyczne komórki macierzyste – obecne w niewielkich ilościach w większości tkanek dorosłych organizmów. Pozostają niezróżnicowane (w ramach konkretnej linii komórkowej), dopóki nie jest konieczne ich wykorzystanie do konkretnego celu.

Typy komórek macierzystych

Ze względu na potencjał wyróżnia się następujące typy komórek macierzystych:

• totipotencjalne – mogą różnicować się w dowolny typ komórek, są to np. komórki blastocysty powstającej po zapłodnieniu komórki jajowej;
• pluripotencjalne – zdolne do przekształcenia w większość komórek somatycznych organizmu;
• multipotencjalne – zdolne do różnicowania się w ramach jednej linii komórkowej (np. komórki krwiotwórcze);
• oligopotencjalne – zdolne do różnicowania się w kilka określonych typów komórek,
• unipotencjalne – zdolne do różnicowania się w jeden określony typ komórek.

Jaką rolę odgrywają komórki macierzyste w organizmie człowieka?

Komórki macierzyste ze względu na swoje właściwości zapewniają prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Dzięki nim możliwe jest utrzymanie właściwego stanu tkanek i narządów, które przechodzą nieustanne zmiany. Gdy jedne komórki obumierają, te różnicują się w ich miejsce. Wspierają one także regenerację uszkodzonych struktur w organizmie.

Warto pamiętać, że komórki macierzyste mają zdolność samoodnowy, dzięki czemu naturalne rezerwy ciała są praktycznie niewyczerpane. Z tego względu komórki macierzyste coraz częściej wykorzystuje się w leczeniu różnego rodzaju schorzeń.

Skąd pobiera się komórki macierzyste?

W celach leczniczych wykorzystuje się wyłącznie dorosłe komórki macierzyste, pochodzące między innymi z:

• krwi obwodowej – przed pobraniem materiału pacjent otrzymuje zastrzyki cytokinowe, pobudzające uwalnianie komórek macierzystych do krwioobiegu. Następnie w wyniku aferezy krwi komórki macierzyste są oddzielane od reszty elementów morfotycznych krwi i zamrażane;
• szpiku kostnego – materiał pobiera się najczęściej z talerza miednicy lub kości biodrowej, przy znieczuleniu ogólnym;
• tkanki tłuszczowej – pobierane na drodze liposukcji, po krótkim procesie oczyszczania mogą być od razu wstrzyknięte w miejsce docelowe;
• krwi pępowinowej – komórki macierzyste pobiera się w trakcie porodu, ze sznura pępowinowego. Są one następnie zamrażane w ciekłym azocie i magazynowane w specjalnych bankach krwi pępowinowej.

Zarodkowych komórek macierzystych nie pobiera się obecnie ze względów etycznych (można je pozyskać m.in. z embrionów po zapłodnieniu in vitro). Co ważne, w przeciwieństwie do krwi, w przypadku komórek macierzystych nie jest wymagana tak restrykcyjna zgodność antygenowa.

Bankowanie komórek macierzystych

Dorosłe komórki macierzyste pobierane są z ciała dawcy w ściśle określonym celu, dlatego zazwyczaj są wykorzystywane natychmiast po pobraniu i nie wymagają dłuższego przechowywania. Wyjątek stanowią komórki macierzyste pobierane z krwi pępowinowej przy porodzie.

W większości przypadków zabieg ten ma charakter profilaktyczny, a jego celem jest zabezpieczenie materiału na poczet leczenia schorzeń, które mogą u dziecka bądź jego najbliższej rodziny wystąpić w przyszłości. Pobrany materiał magazynowany jest odpłatnie w specjalnych bankach. Oferują one zwykle kilka pakietów, które różnią się ceną pobrania i przechowywania krwi pępowinowej i komórek macierzystych.

Na co pomagają komórki macierzyste?

Komórki macierzyste są wykorzystywane do leczenia różnego rodzaju schorzeń czy regeneracji uszkodzeń. Oto kilka ich najczęstszych zastosowań:

• leczenie schorzeń hematologicznych – w tym celu wykorzystuje się komórki macierzyste obecne w szpiku kostnym. Przeszczep krwiotwórczych komórek macierzystych charakteryzuje się wysoką skutecznością w chorobach nowotworowych układu krwionośnego, a także wrodzonych i nabytych zaburzeniach odporności oraz w niewydolności szpiku;
• leczenie rozległych ran – chodzi tu głównie o rany powstałe w wyniku oparzeń. W ich leczeniu stosuje się komórki macierzyste naskórka, które pobiera się ze zdrowych fragmentów skóry i namnaża. Następnie komórki macierzyste podaje się bezpośrednio na ranę;
• leczenie chorób okulistycznych – podobnie jak w przypadku leczenia ran, tak i w przypadku schorzeń okulistycznych pobiera się własne komórki macierzyste pacjenta, a po ich namnożeniu wstrzykuje w chore oko. Dzięki temu możliwa jest m.in. regeneracja uszkodzeń rogówki;
• leczenie urazów ortopedycznych – iniekcje z komórek macierzystych do uszkodzonych tkanek, takich jak chrząstki, więzadła czy ścięgna, przyspieszają ich regenerację po kontuzjach czy przeciążeniach. Jest to dużo skuteczniejsze rozwiązanie, niż powszechnie stosowane leczenie objawowe.

W terapiach komórkowych pokłada się wielkie nadzieje, dlatego też na całym świecie nieustannie przeprowadzane są liczne badania, mające na celu znalezienie ich nowych zastosowań. Coraz częściej potwierdzają one m.in. skuteczność komórek macierzystych w leczeniu schorzeń neurologicznych.

Komórki macierzyste a regeneracja komórek nerwowych

Do drugiej połowy XX wieku panował pogląd, że ośrodkowy układ nerwowy pozbawiony jest jakiejkolwiek zdolności regeneracyjnej. Odkrycie w dojrzałym mózgu aktywnych proliferacyjnie nerwowych komórek macierzystych otworzyło nowe możliwości m.in. dla neurologii oraz neurochirurgii.

Układu nerwowy jest bardzo skomplikowanym systemem biologicznym pod każdym względem (cytoarchitektury, sieci neuronalnej, lokalizacji ośrodków funkcjonalnych oraz integracji) i posiada bardzo słabą zdolność do regeneracji. Zaburzenia tak złożonego systemu są widoczne w takich schorzeniach ośrodkowego układu nerwowego, jak:

• stwardnienie rozsiane,
• udar niedokrwienny mózgu,
• choroba Alzheimera,
• choroba Parkinsona,
• stwardnienie zanikowe boczne,
• guzy mózgu.

Najnowsze osiągnięcia w badaniach nad komórkami macierzystymi potwierdzają ich ogromny potencjał w różnych dziedzinach nauki, a szczególnie widoczny w medycynie. Wszystkie terapie oparte na wykorzystaniu komórek macierzystych zakładają wymianę wszelkich starych, uszkodzonych i „zepsutych” komórek nerwowych na nowe. Zaangażowane są one również w regenerację poszczególnych tkanek i organów.

Jednocześnie wiadomo, iż komórki macierzyste niosą ze sobą ogromny potencjał terapeutyczny w przypadku leczenia m.in. chorób genetycznych i zwyrodnieniowych. Po wcześniejszej modyfikacji genetycznej mogą być również wykorzystywane jako komórki dostarczające leki do uszkodzonych tkanek czy organów. Terapie komórkowe ośrodkowego układu nerwowego uznawane są za znaczące terapie ułatwiające powrót do prawidłowego funkcjonowania organizmu w przypadku chorób neurologicznych.

Leczenie udaru mózgu komórkami macierzystymi

Udar niedokrwienny mózgu jest trzecią co do częstości przyczyną śmierci w populacji ludzkiej oraz główną przyczyną trwałego kalectwa i braku samodzielności u osób nim dotkniętych. Jest on głównie wynikiem niedrożności głównych tętnic zaopatrujących mózg lub niewystarczającego przepływu krwi przez określony obszar mózgu. Do zamknięcia tętnicy może doprowadzić zakrzep powstały w miejscu niedrożności lub materiał zatorowy, który przemieścił się do naczynia mózgu.

Podjęto próby kliniczne mające na celu leczenie pacjentów z udarem niedokrwiennym mózgu z użyciem komórek macierzystych zawartych we frakcji komórek jednojądrzastych. Mimo osiągnięcia spektakularnych efektów takiej terapii w modelach zwierzęcych, u ludzi na razie uzyskuje się tylko częściową poprawę stanu neurologicznego. Wiele badań przeprowadzano dotychczas na modelu zwierzęcym. W modelach tych komórki macierzyste podawano różnymi drogami, np. dożylnie lub drogą iniekcji (uzyskując pewną poprawę funkcjonalną).

Szczegółowe mechanizmy prowadzące do korzystnych efektów stosowania komórek macierzystych w udarze niedokrwiennym mózgu nie zostały jeszcze poznane. Wymagane są dalsze badania zarówno na modelu zwierzęcym, jak i badania z udziałem ludzi. Wykazano jednakże, iż komórki macierzyste mogą odgrywać znaczącą rolę w procesach naprawczych i regeneracyjnych, co przynosi nadzieję na skuteczniejszą terapię osób po udarze niedokrwiennym mózgu.

Komórki macierzyste a medycyna estetyczna

Terapia komórkami macierzystymi znalazła zastosowanie również w medycynie estetycznej. Polecana jest zwłaszcza w przypadku:

• leczenia łysienia,
• redukcji zmarszczek,
• terapii odmładzających i ujędrniających,
• redukcji przebarwień.

Jak wygląda zabieg z wykorzystaniem komórek macierzystych?

Zastosowanie komórek macierzystych w leczeniu łysienia ma ogromny potencjał, zarówno w przypadku spowolnionego wzrostu nowych włosów, jak i ich wzmożonej utraty. W tego typu zabiegach często wykorzystuje się komórki macierzyste z tkanki tłuszczowej. Po ich specjalnym oczyszczeniu podaje się je metodą śródskórnych iniekcji w miejsca pozbawione włosów. Pozwala to zminimalizować ryzyko podrażnienia oraz objawów alergicznych u pacjenta.

Tego typu zabiegi sprawdzają się zarówno w przypadku utraty włosów na tle hormonalnym, jak również w przypadku łysienia androgenowego, plackowatego czy bliznowaciejącego. Niestety, terapia komórkami macierzystymi nie należy do najtańszych. Pojedynczy zabieg to koszt od 7 do nawet 12 tysięcy złotych.

Zabiegi z komórkami macierzystymi – rodzaje

Zabieg z użyciem osocza bogatopłytkowego

Swoisty koncentrat płytek krwi, tzw. Regeneris PRP – osocze to jest otrzymywane z próbki krwi pacjenta w warunkach laboratoryjnych, poprzez zastosowanie odpowiednich technik. Działanie preparatu związane jest z licznymi, uwalnianymi przez aktywowane płytki czynnikami wzrostu, kluczowymi dla procesu regeneracji skóry i gojenia się ran. Działanie tych czynników polega na pobudzaniu angiogenezy i regeneracji skóry, czyli podziałów fibroblastów i komórek naskórka, syntezy kolagenu i innych białek macierzy zewnątrzkomórkowej oraz aktywacji i napływu komórek macierzystych. Opiera się ono zatem na stymulowaniu starzejących się bądź uszkodzonych komórek skóry, czyli tzw. autologicznej odnowie komórkowej.

Efekty, jakie można uzyskać podczas takiego zabiegu, to:

• redukcja zmarszczek, wyrównanie kolorytu i wygładzenie skóry,
• wzrost nawilżenia i ukrwienia skóry,
• zwiększenie napięcia, elastyczności i gęstości skóry,
• przebudowa włókien kolagenowych,
• wymodelowanie owalu twarzy,
• redukcja blizn, cellulitu i rozstępów,
• leczenie łysienia androgenowego,
• pobudzenie procesów regeneracji po zabiegach estetycznych.

Zabieg można wykonać, w zależności od pożądanych efektów, poprzez mezoterapię, wypełnienie lub nałożenie maski komórkowej. Jest to bezpieczny zabieg, gdyż osocze jest w pełni biokompatybilne z organizmem pacjenta, co niweluje ryzyko wystąpienia alergii, nietolerancji czy innej odpowiedzi immunologicznej.

Przeszczepy własnych komórek macierzystych

Pierwsze tego typu zabiegi polegały na wyhodowaniu z pobranego wycinka skóry, fibroblastów w liczbie niezbędnej do podania pacjentowi. Testy kliniczne wykazały znakomite efekty poprawy sprężystości i elastyczności skóry oraz wygładzenia zmarszczek w wykorzystaniu tej metody. Niedoskonałość tych zabiegów polega jednak na tym, iż fibroblasty ulegają starzeniu, co skutkuje spadkiem ich zdolności do podziałów oraz syntezy kolagenu i elastyny, czego efektem jest pojawienie się zmarszczek i bruzd.

Celem wzmocnienia efektywności zabiegu, rozpoczęto prace nad pozyskaniem komórek macierzystych skóry, wykorzystując metodę podobną do tej z zastosowaniem fibroblastów. Przeszczepy komórek macierzystych dają bowiem silniejsze i bardziej trwałe efekty. Już niewielka ich domieszka (ok. 7-8 mln) do przeszczepianych fibroblastów, prowadzi do uzyskania lepiej naciągniętej, grubszej i gładszej skóry pacjenta, natomiast przeszczepy z wykorzystaniem 90-100 mln tych komórek dają prawdziwie spektakularne rezultaty. Ponadto takie przeszczepy niosą możliwość przechowywania pobranych od pacjenta komórek w stanie zamrożenia nawet przez kilkadziesiąt lat do ponownego zastosowania.

Preparaty z zawartością komórek macierzystych

• Amatokin – jest to specjalnie opracowana receptura, zawierająca unikalne enzymy i polipeptydy, które stymulują komórki macierzyste skóry, celem pobudzenia procesu jej regeneracji i redukcji zmarszczek, a także blizn i rozstępów. Preparaty oparte na formule Amatokin zmniejszają głębokość zmarszczek płytkich i głębokich oraz redukują przebarwienia wywołane promieniowaniem UV, nadając skórze młodzieńczy wygląd bez konieczności stosowania metod inwazyjnych.

• Tropoelastyna komórek macierzystych – jest to białko izolowane z komórek macierzystych skóry właściwej, wchodzące w skład polipeptydów wykorzystywanych w produkcji kosmetyków. Tropoelastyna wpływa na formowanie włókien kolagenowych oraz stanowi nieusieciowaną postać elastyny, która ulegając usieciowaniu w skórze właściwej, formuje elastynę, tym samym odpowiadając za prawidłową elastyczność i sprężystość skóry oraz zachowanie młodego wyglądu.

• Serum z krwi – receptura innowacyjnego preparatu kosmetycznego w postaci kremu o nazwie Methode Celljeunesse opiera się na wykorzystaniu polipeptydów i czynników wzrostu, izolowanych z próbki krwi pobranej od pacjenta.

Krem ten nie zawiera konserwantów i środków zapachowych, a jedynie substancje aktywne, silnie stymulujące skórę do regeneracji poprzez pobudzanie namnażania komórek macierzystych oraz fibroblastów do produkcji kolagenu, co daje efekt odnowy skóry oraz wzrostu jej nawilżenia i elastyczności. Aplikacja kremu na skórę twarzy, szyi, dekoltu lub rąk powinna się odbywać dwa razy dziennie, co ma zapewnić stałą obecność kompleksu aktywnego w skórze. Zalecany czas stosowania wynosi 3 miesiące, a efekty utrzymują się jeszcze długo po zakończeniu kuracji.

Komórki macierzyste w tabletkach – hit czy kit?

Na rynku suplementów diety można spotkać tzw. komórki macierzyste w tabletkach. Zazwyczaj preparaty te zawierają składniki roślinne, które mają za zadanie stymulować komórki macierzyste do podziałów i promować ich zdolność do samoodnowy oraz różnicowania. Ich skuteczność nie jest natomiast poparta żadnymi dokładnymi badaniami.

Jak pobudzić komórki macierzyste do większej aktywności? Niektórzy twierdzą, że jest to możliwe za pomocą odpowiedniej diety. Wystarczy przez kilka tygodni jeść takie produkty, jak:

• oliwa z oliwek,
• maliny czarne,
• aronia,
• pistacje,
• borówki amerykańskie,
• zielona herbata,

by znacząco zwiększyć ilość komórek macierzystych krążących we krwi. Podobnie jak w przypadku komórek macierzystych w tabletkach, tak i skuteczność tego rozwiązania nie jest potwierdzona naukowo.

współpraca: dr nauk medycznych, specj. neurofizjologii Magdalena Kacperska, kosmetolog Patrycja Czechowicz