Czy komórki macierzyste naprawią serce?
Monika Maleszewska | 2007-12-10
Leczenie chorób serca to jedno z największych wyzwań medycyny regeneracyjnej. Poświęcona tej tematyce konferencja, która odbyła się w Bathesdzie, Maryland, przynosi tyleż nowych nadziei, co wątpliwości, a opinie naukowców w wielu kwestiach są podzielone.
Zawał serca i powiązane z nim schorzenia i powikłania stanowią jedną z głównych przyczyn śmierci ludzi na całym świecie, nie tylko w krajach wysoko rozwiniętych, z którymi są głównie kojarzone jako tzw. choroby cywilizacyjne. Zablokowanie naczynia wieńcowego, zwykle wskutek daleko posuniętych zmian miażdżycowych, prowadzi do niedokrwienia mięśnia sercowego, a tym samym niedotlenienia (hipoksji). Taki stan prowadzi do martwicy kardiomiocytów, w których miejscu tworzy się blizna, niezdolna do skurczu. W efekcie lewa komora serca powiększa się i staje się niefunkcjonalna (rys. 1). Znalezienie sposobu na zregenerowanie mięśnia sercowego pozwoliłoby przywrócić sercu jego dawną sprawność, lub przynajmniej poprawić jego stan. Dlatego też leczenie chorób serca stało się jednym z wyzwań medycyny regeneracyjnej, która, i jak nietrudno zgadnąć, wielką nadzieję pokłada w terapii komórkowej z wykorzystaniem komórek macierzystych.
To właśnie kwestie dotyczące komórek macierzystych stanowiły temat przewodni sympozjum dotyczącego medycyny regeneracyjnej w leczeniu chorób układu krążenia – Sympossium on cardiovascular regenerative medicine, finansowanego ze środków NIH (National Institutes of Health) oraz NHLBI (National Heart, Lung, and Blood Institute).
Do leczenia serca w stanie pozawałowym próbuje się zaprzęgnąć wiele typów komórek macierzystych i progenitorowych (rys. 2), w tym komórki satelitowe – prekursory komórek mięśniowych, komórki macierzyste hematopoetyczne i mezenchymalne, obecne w szpiku kostnym, czy komórki progenitorowe śródbłonka naczyń. Wielu badaczy frapuje także możliwość istnienia komórek macierzystych serca, które mogłyby je naturalnie regenerować.
Poszukiwania tych komórek poprzez próby ustalenia charakterystycznych dla nich markerów powierzchniowych, doprowadziły naukowców do różnych wniosków. I tak niektórzy za główny marker komórek prekursorowych dla komórek serca uważają Isl1, inni uznają za pomocne także takie markery, jak Sca1 i c-kit, a nawet receptor PDGF. Ustalenie prawdopodobnych markerów to jednak dopiero pierwszy krok. By przekonać się o potencjale regeneracyjnym potencjalnych komórek macierzystych/progenitorowych, należy prześledzić ich losy w rozwijającym się organizmie. Dokonano tego w badaniach nad markerem Isl1 (Chien et al.), które wykazały, że ulega on ekspresji w pewnych komórkach we wczesnych stadiach rozwoju i zanika po urodzeniu. Jednak pochodzące od nich komórki można znaleźć w dorosłym organizmie, w rejonie serca najmniej narażonym na zawał – w okolicach przedsionków i wylotu tętnic. Tego typu badania pozwolą być może scharakteryzować dokładniej progenitory komórek serca. Wydają się zaś tym istotniejsze, że w hodowlach in vitro różne komórki tworzą struktury podobne do mięśnia sercowego, co wskazywałoby na ich progenitorowy charakter, ale może także być skutkiem (szeroko pojętych) warunków hodowli i nie sprawdzić się po podaniu takich komórek do serca dotkniętego zawałem.
Wielką nadzieję wiąże się od dawna z komórkami pochodzącymi ze szpiku kostnego. Rezydujące w nim komórki macierzyste hematopoetyczne oraz mezenchymalne na podstawie badań na modelach zwierzęcych uznaje się za zdolne wspomagać znacząco regenerację mięśnia sercowego. Wciąż jednak niepewne są mechanizmy ich działania, a próby podawania takich komórek myszom i śledzenia ich różnicowania i wkładu w pracę serca dają różne wyniki, w zależności od stosowanego modelu.
Komórki macierzyste ze szpiku stanowią także główny przedmiot sporu pomiędzy badającymi je naukowcami. Rezultaty szeregu prób klinicznych z wykorzystaniem komórek izolowanych ze szpiku kostnego, które wykazywały zazwyczaj umiarkowany wpływ na poprawę funkcjonowania serca, są różnie interpretowane. Dlatego też wielu badaczy postuluje konieczność lepszego zrozumienia mechanizmów działania tych komórek i prześledzenia ich losów po dostarczeniu ich do organizmu, naturalnie na modelach zwierzęcych. Dopiero wtedy uzasadnione byłoby podawanie ich pacjentom, szczególnie w obliczu planowanych większych niż dotychczas prób klinicznych. Nie zgadza się z tym część naukowców, w szczególności tych bliżej związanych z kliniką, którzy nawet niewielką poprawę są skłonni uznać za korzystną dla pacjenta, jeżeli polepsza jego ogólny stan i wspomaga leczenie. Tym samym są oni gotowi dalej eksperymentować z użyciem komórek macierzystych.
Ustalenie odpowiedniego czasu na rozpoczęcie prób klinicznych jest problemem etycznym każdej nowej terapii, nie może więc nie dotyczyć komórek macierzystych, które mimo intensywnych badań wciąż dostarczają nowych pytań i zagadek. Jednocześnie jednak ich niezwykły potencjał sprawia, że chcielibyśmy jak najszybciej wykorzystać go klinicznie, by ratować życie i zdrowie wielu ludzi. Pozostaje nadzieja, że znajdziemy złoty środek, nie szkodząc ani pacjentom biorącym udział w próbach klinicznych, ani też nie zaprzepaszczając możliwości, które daje terapia z wykorzystaniem komórek macierzystych.
Źródła:
1. Natalie DeWitt, Affairs of the heart, nature Reports Stem Cells, published online: 15 November 2007, Nature.
2. National Heart, Lung and Blood Institute.
3. Dimmeler S. et al. Unchain my heart: the scientific foundations of cardiar repair. J. Clin. Invest.
4. Goldthwaite A.C., Mending a broken heart: stem cells and cardiac repair. Regenerative Medicine, NIH 2006: Updates 2007.
Komentarze
szuszkin | 2012-06-29 19:56:52
komórka macierzysta-moje marzenie.Wiem,że w Niemczech już od kilku lat wszczepiają komórki macierzyste po zawale serca z sukcesami,lecz dla mnie jest to nie osiągalne finansowo i już pewnie na zawsze zostanie to w sferze jedynie marzeń.Jestem już 9 lat po zawale z wszczepionym jednym stendem.Miano mi wszczepić jeszcze jeden ale zawierucha między kasą chorych a NFZ wyeliminowała mnie z tego zabiegu.Dlatego bardzo chętnie wziąłbym udział w próbach klinicznych