Udar niedokrwienny a komórki macierzyste

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.

Czytaj również: Ropień mózgu – przyczyny, objawy, leczenie, rokowania

Co to są komórki macierzyste?

Każdy sprawnie funkcjonujący i w pełni wykształcony organizm, narząd lub tkanka powstaje z komórek macierzystych (stem cells, SC). Jest to specyficzny rodzaj komórek posiadający jedyną w swoim rodzaju zdolność do samoodnowy i proliferacji. Cechą charakterystyczną komórek macierzystych jest ich zdolność do podziałów przez bardzo długi czas. Komórki macierzyste pozostają niewyspecjalizowane, póki nie otrzymają odpowiedniego sygnału. Ogromny potencjał i właściwości komórek macierzystych sprawiły, że znalazły one zastosowanie w medycynie regeneracyjnej, w leczeniu śmiertelnych i opornych na tradycyjne leki chorób oraz w inżynierii tkankowej.

Komórki macierzyste krążą wraz z krwią po całym organizmie pomiędzy zgrupowaniami danej tkanki, zlokalizowanymi w różnych odległych od siebie miejscach. Liczba krążących komórek macierzystych może ulegać zmianom, np. być zwiększona przez uwalnianie ich ze szpiku kostnego do krwi obwodowej w odpowiedzi na fizjologiczny lub patofizjologiczny stres (ćwiczenia fizyczne, uraz, stan zapalny czy uszkodzenie narządu).

Między innymi podczas udaru mózgu dochodzi do uwolnienia komórek macierzystych tkanki nerwowej z odległych miejsc, przede wszystkim ze szpiku kostnego, który stanowi zdecydowanie największy rezerwuar komórek macierzystych. Komórki te są przyciągane do uszkodzonej tkanki przez uwalniane w miejscu uszkodzenia specyficzne mediatory. Jak wykazano, mogą one brać aktywny udział w fizjologicznych mechanizmach jej regeneracji. Obecnie podejmuje się próby leczenia chorych po udarze mózgu przy pomocy komórek macierzystych.

Komórki macierzyste – skąd się biorą?

Wiedza o komórkach macierzystych zdobywana jest głównie dzięki badaniom in vivo. Komórki macierzyste pozyskuje się bardzo często z hodowli in vitro, co wzbudza niekiedy etyczne kontrowersje. Wykazano, że ludzkie komórki macierzyste (SC) mogą być otrzymywane z:

• embrionów uzyskiwanych metodą zapłodnienia in vitro;
• embrionów uzyskiwanych metodą klonowania;
• tkanki płodu po poronieniu czy aborcji;
• krwi pępowinowej podczas porodu;
• organizmu ludzkiego, w którym występują komórki macierzyste dojrzałe.

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 (powstałe przez zakrzep lub zator) 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).

Naukowcy zaczęli podejmować próby wspomagania naprawy uszkodzonych w czasie udaru mózgu komórek nerwowych. Podawano również pacjentom dożylnie komórki macierzyste szpiku kostnego. Badanie to wykazało bezpieczeństwo takiego podania i zaobserwowano poprawę funkcjonalną tych pacjentów. 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.

Leczenie komórkami macierzystymi

Współczesna nauka pozwala na zbadanie i wykorzystanie niezwykle cennych właściwości i możliwości komórek macierzystych. Za sprawą komórek macierzystych można próbować leczyć wiele różnorodnych, często bardzo ciężkich chorób, w tym również schorzenia neurologiczne. Główne zainteresowanie komórkami macierzystymi jest związane z ich ogromnymi zdolnościami do transformacji, samoodnowy oraz regeneracji tkanki nerwowej w chorobach zwyrodnieniowych ośrodkowego układu nerwowego.