Matične ćelije

Definicija:

Matična krvna ćelija je pluripotentna ćelija koštane srži koja ima ova osnovna svojstva: sposobnost samoobnavljanja, sposobnost diferencijacije i sposobnost proliferacije.

Morfologija:

Morfološki se ne može razlikovati od malih limfocita koštane srži. Ima ih stotinjak hiljada do nekoliko miliona. Dijele se približno svakih pet dana, ukupno 200 do 300 mitoza tokom života. No samoobnavljanje matične krvne ćelije je ograničeno, tako da i ona umire s vremenom. Matičnih ćelija u čovjekovom organizmu je dovoljno za više ljudskih života za sve krvne ćelije mijelopoeze i imunopoeze.

Ljudsko tijelo se sastoji od više od 200 tipova zrelih ćelija. Svaki tip ćelija ima svoju karakterističnu i specijalizovanu funkciju. Bilo da se radi o ćelijama srčanog mišića koje ritmično rade ili o crvenim krvnim zrncima koje isporučuju kiseonik u svaki, i najudaljeniji, dio našega tijela, svaka grupa specijalizovanih, “operativnih ćelija” ima svoju karakterističnu i jedinstvenu ulogu i zadatak. Matične ćelije se razlikuju od naših zrelih operativnih ćelija: one imaju zapanjujuću sposobnost ne samo da proizvode same sebe već i da stvaraju nova tkiva prilikom svoje diobe i razvoja. Tako proizvodimo sve funkcionalne ćelije tijela. Otkriće matičnih ćelija je jedno od najvećih dostignuća savremene medicine.

Ovom svojom sposobnošću, matične ćelije igraju esencijalnu ulogu tokom razvoja ljudskoga tijela nakon oplodnje. Međutim, ne nestaju sve matične ćelije nakon što se tijelo potpuno razvilo. Neke ostaju u našem tijelu kao “rezerva”, i imaju odlučujuću ulogu u oporavku oštećenih ili ostarjelih tkiva. Njihova sposobnost proizvođenja različitih vrsta specijalizovanih ćelija čini ih tako jedinstvenim, neponovljivim i moćnim u medicinskoj terapiji.

Podjela:

Matične ćelije se svrstavaju u nekoliko kategorija u zavisnosti od porijekla i po tome koje ćelije mogu od njih nastati, i to na:

• Embrionalne matične ćelije: One se koriste u laboratorijama kao sredstvo za istraživanje i bolje razumijevanje prirode razvoja ćelija, ali se ne koriste u terapijske svrhe. Od njih može postati većina ćelija ljudskog tijela. Međutim, kad se završi njihovo sakupljanje, embrioni moraju biti uništeni. To postavlja veoma teška i bitna etička pitanja.
• Odrasle (adultne) matične ćelije: Kao što i samo njihovo ime kaže, one se nalaze kod odraslih osoba, ali i kod djece. Odrasle matične ćelije se takođe nazivaju i “određene” matične ćelije, jer imaju ograničeniji spektar specijalizovanih ćelija koje mogu od njih da nastanu. Tokom vremena, one, takođe, gube svoju vitalnost. Jedna vrsta odraslih matičnih ćelija su svakako i hematopoezne (krvne) matične ćelije (HSC): ove ćelije proizvode svu našu krv i ćelije imunog sistema (na primjer bijela i crvena krvna zrnca/ćelije). Kod odraslih osoba, HSC se najviše mogu naći u koštanoj srži i, u nešto manjim količinama, u samoj krvi. Mezenhimalne matične ćelije (MSC), s druge strane, se nalaze u koštanoj srži, mišićima, kostima, masnoći i drugim organima, i pokazalo se da imaju sposobnost izgradnje mnogih različitih tipova tkiva, kao što je nervno tkivo ili ćelije za proizvodnju insulina. Kod potpuno odrasle osobe, MSC se takođe smatraju važnim u procesu obnavljanja organa.
• Matične ćelije iz krvi pupčane vrpce: su “neonatalne matične ćelije” i takođe se smatraju prethodnicama “adultnih matičnih ćelija”. One nisu toliko zrele (manje su “određene”) kao matične ćelije koje nalazimo u koštanoj srži ili organima odraslih osoba ili djece. Iako su najvećim dijelom matične ćelije hematopoezne matične ćelije, krv iz pupčane vrpce takođe sadrži i rane mezenhimalne i druge rane matične ćelije u manjim količinama. Ono što je jedinstveno, to je da matične ćelije koje dobijamo iz krvi pupčane vrpce po pravilu odlikuje veći spektar sposobnosti proizvođenja različitih ljudskih tkiva. Ovo fascinirajuće otkriće se sada primjenjuje u razvijanju terapija za ozbiljna ljudska oboljenja. Upravo iz tog razloga, polažu se velike nade u upotrebu matičnih ćelija dobijenih iz krvi pupčane vrpce i ćelija iz same pupčane vrpce u terapijske svrhe.

Čuvanje matičnih ćelija:

1988. godine, došlo se do zaključaka koji su samo potvrdili da se krv iz pupčanika može koristiti u zamjeni oštećene koštane srži čovjeka. Od tada, ove hematopoezne (krvne) matične ćelije (HSC) su postale standardna terapija u liječenju nekoliko oboljenja krvi, kao što su leukemije (rak krvi), anemije (nedostatak hemoglobina) i neka autoimuna oboljenja (gdje tijelo napada svoje sopstvene ćelije). Do dvadesete godišnjice ovog uspjeha, procjenjuje se da je 15,000 ljudi prošlo kroz terapije i liječilo se transplantima krvi iz pupčanika.

Matične ćelije iz pupčanika imaju još neke dodatne bitne prednosti koje adultne matične ćelije ili više nemaju ili su, kod njih, svedene na manju mjeru, i to:

• one su “mlade”: pošto su stare najviše 9 mjeseci, nisu toliko bile podvrgnute procesu starenja, često se dijele brže i sposobnije su za život nego što je to slučaj kod odraslih matičnih ćelija
• one su “svježije”: pošto su zaštićene majčinom matericom od mnogih virusa i infekcija sa kojima smo suočeni u spoljašnjem okruženju, tako da je manje vjerovatno da su zaražene ili izložene uticaju nekih bolesti
• one su “naivnije”: manje je vjerovatno da će doći do komplikacija kod alogenih transplantacija nego što je to slučaj kod adultnih matičnih ćelija.

Liječenje matičnim ćelijama:

Kada pacijenti prime ćelije čiji je donator neka druga osoba, ti transplanti se nazivaju alogenim tretmanima, a ćelije koje se tom prilikom koriste, nazivaju se alogenim ćelijama. Ne možemo liječiti neku osobu ćelijama bilo koje druge osobe. Alogene ćelije moraju biti testirane na kompatibilnost prije nego što se upotrijebe. Međutim, čak i kad testiramo njihovu kompatibilnost, alogeni tretmani nose sa sobom izvijestan rizik. Da bi se liječenje sprovelo uspješno i da bi se izbjegle ozbiljne adverzne reakcije, alogene transplantacije su često praćene specijalnim lijekovima. Čak i tada, postoji mogućnost da će organizam primaoca da odbaci te strane ćelije. Iz tog razloga, kad god je to moguće i dostupno (u zavisnosti od specifičnog oboljenja), ljekari bi radije iskoristili, ako je to moguće, sopstvene ćelije pacijenta koji se liječi. Takvo liječenje nazivamo “autologim” transplantacijama, jer pacijenti primaju ćelije koje dolaze iz njihovog sopstvenog organizma (autologne ćelije), koje će, stoga, biti prije prihvaćene.

Ćelije iz pupčane vrpce su u najmanju ruku podjednako uspješne kao i matične ćelije iz koštane srži, kako u slučaju autolognih tako i u slučaju alogenskih transplantacija. Treba dodati da, kod alogenih transplantacija, postoji manja vjerovatnoća da će matične ćelije iz pupčane vrpce biti odbačene u poređenju sa matičnim ćelijama dobijenim iz koštane srži. Treba dodati i to da, ukoliko odlučite da sačuvate matične ćelije svog djeteta, postoji velika vjerovatnoća da ih najbliži rođaci, kao braća i sestre, mogu koristiti ukoliko im budu potrebne.

Iako je najveći broj transplantacija obavljen sa alogenim ćelijama, regenerativna medicina i nove tehnologije omogućile su razvijanje novih strategija za autologne terapije. U posljednjih nekoliko godina, ova eksplozija tehnoloških dostignuća je, po prvi put, omogućila obnavljanje oštećenih tkiva. To se zove regenerativna medicina. Na čelu ovog napretka su bile metode utemeljene na upotrebi krvi iz pupčane vrpce i koštane srži. Spisak stanja koja se mogu tretirati matičnim ćelijama je iz godine u godinu sve duži, sa nevjerovatno uspješnim terapijskim pristupima, kao što je recimo probno liječenja dijabetesa tipa 1 pomoću krvi iz pupčane vrpce. Mora se obaviti još mnogo istraživanja (trenutno je aktuelno više od 1.000 studija), pa se potencijalna terapija matičnim ćelijama čini uzbudljivijim nego ikad prije.

Oboljenja koja se tretiraju matičnim ćelijama:

Standardne terapije

Akutna leukemija

• Akutna limfoblastna leukemija (ALL)
• Akutna mijelogena leukemija (AML)
• Akutna bifenotipna leukemija
• Akutna nediferentovana leukemija

Hronična leukemija

• Hronična mijelogena leukemija (CML)
• Hronična limfocitna leukemija (CLL)
• Juvenilna hronična mijelogena leukemija (JCML)
• Juvenilna mijelomonocitna leuklemija (JMML)

Mijelodisplastični sindromi

• Rafraktarna anemija (RA)
• Rafraktarna anemija sa prstenastim sideroblastima (RARS)
• Rafraktarna anemija sa prekobrojnim blastima (RAEB)
• Rafraktarna anemija sa prekobrojnim blastima u transformaciji (RAEB-T)
• Hronična mijelomonocitna leukemija (CMM)

Limfomi

• Hodgkinova bolest
• Non-Hodgkinov limfom i Burkitt limfom

Nasljedne abnormalnosti crvenih krvnih zrnaca

• Velika beta talasemija
• Blackfan-Diamond anemija
• Aplazija crvenih krvnih zrnaca
• Srpasta anemija

Ostala oboljenja profileracije ćelija

Anemije

• Aplastična anemija
• Kongenitalna diseritropoetična anemija
• Fankonijeva anemija
• Paroksizmalna noćna hemoglobinurija (PNH)
• Aplazija crvenih krvnih zrnaca

Nasljedne abnormalnosti trombocita

• Amegakariocitoza / Kongenitalna trombocitopenija
• Glanzmann trombastenija

Mioproliferativni poremećaji

• Akutna mijelofibroza
• Agnogena mijeloidna metaplazija (ADA-SCID)
• Policitemija vera
• Esencijalna trombocitopenija

Nasljedni poremećaji imunog sistema

• Združene teške imunodeficijencije (SCID)
• SCID sa deficitom adenozin dezaminaze (ADA – SCID)
• SCID povezan sa X hromozomom
• SCID sa odsustvom T i B ćelija
• SCID sa odsustvom T ćelija i normalnih B ćelija
• Omenn sindrom
• Neutropenija
• Kostmanov sindrom
• Mijelokateza

Ostali poremećaji imunog sistema

• Ataksija-Teleangiektazija
• Sindrom ogoljenih limfocita
• Opšta varijabilna imunodeficijencija
• DiGeorge sindrom
• Deficit adhezije leukocita
• Limfoproliferativni poremećaji (LPD)
• Limfoproliferativni poremećaj povezan sa X hromozomom
• Wiskott-Aldrich sindrom

Poremećaji fagocita

• Chediak-Higashi sindrom
• Hronična granulomatoza
• Deficijencija aktina neurofila
• Retikularna disgeneza

Rak koštane srži

• Multipli mijelom
• Leukemija plazma ćelija
• Waldenstrom makroglobulinemija

Ostali oblici raka (koji nisu vezani za krvni sistem)

• Neuroblastom
• Retinoblastom

Transplantati za nasljedne poremećaje koji utiču na imuni sistem i druge organe

• Hipoplazija vlasaste hrskavice
• Gunterova bolest (Eritropoeticna Porifirija)
• Hermansky-Pudlak sindrom
• Pearson sindrom
• Schwachman-Diamond sindrom
• Sistemska mastocitoza

Transplantati za nasljedne metabolične poremećaje

• Mukopolisaharidoza (MPS)
• Hurler sindrom (MPS-IH)
• Scheie sindrom (MPS-IS)
• Hunter sindrom (MPS-II)
• Sanfilippo sindrom (MPS-III)
• Morquio sindrom (MPS-IV)
• Maroteaux-Lamy sindrom (MPS-VI)
• Sly sindrom, deficit beta glukuronidaze (MPS-VII)
• Mukolipidoza II

Leukodistrofični poremećaji

• Adrenoleukodistrofija (ALD) / Adrenomijeloneuropatija (AMN)
• Krabbova bolest (leukodistrofija globoidnih ćelija)
• Metahromatska leukodistrofija
• Pelizaeus-Merzbasherova bolest

Oboljenja lizozoma

• Gaucherova bolest
• Niemann-Pickova bolest
• Tay-Sachsova bolest
• Wolmanova bolest
• Sandhofova bolest

Ostali nasljedni poremećaji

• Lesh-Nyhan Sindrom
• Osteopetroza

Terapije koje se trenutno istražuju

Auto-Imuna oboljenja

• Kronova bolest
• Dijabetes, tipa I
• Lupus

Regeneracija nervnog sistema

• Celebralna paraliza, Hipoksija, Encefalopatija (autologna)
• Multipla Skleroza (MS)
• Povrede kičmene moždine (SCI – Spinal Cord Injury) (alogena)
• Traumatska povreda mozga (autologna)

Poremećaj u profileraciji ćelija ili metabolizma

• Cistična fibroza
• Poremećaji histiocita
• Porodična eritrofagocitna limfohistiocitoza
• Hemofagocitoza
• Histiocitoza Langerhansovih ćelija (LCH ili Histioza – X)
• Epidermolysis Bullosa

Genska terapija: Transplantacija autolognih matičnih ćelija pacijenta nakon što su genetski modifikovane

• Glanzmann trombastenija
• Teške kombinovane imunodeficijencije (SCID)
• SCID sa deficitom adenozin dezaminaze (ADA-SCID)
• SCID povezan sa X hromozomom
• Beta – Talasemija
• Wiskot-Aldrich sindrom

Kardio terapija

• Infarkt miokarda
• Angina
• Kardiomiopatija

Transplantati za kancer tumore

• Rak dojke
• Ewing sarkom
• Karcinom bubrežnih ćelija

Obnavljanje organa

• Obnavljanje vida novom rožnjačom