O KOMÓRKACH

Komórki macierzyste są pierwotnymi komórkami organizmu człowieka. Ich cechą charakterystyczną jest zdolność do nieograniczonej liczby podziałów i samoodnowy. W zależności od stopnia wyspecjalizowania mogą dać początek wszystkim komórkom organizmu, wybranym grupom tkanek lub tylko jednemu ich rodzajowi. Bez komórek macierzystych człowiek nie mógłby istnieć. Terapeutyczne zastosowanie komórek macierzystych w medycynie rozpoczęło się od komórek krwiotwórczych, które pobiera się ze szpiku, krwi obwodowej lub pępowinowej (te ostatnie można uzyskać wyłącznie przy porodzie). 

Są one obecnie terapią standardową w chorobach hematologicznych. Na początku lat 70. XX wieku udało się wyizolować ze szpiku kostnego komórki inne niż krwiotwórcze (Friedenstein, 1970). O ile komórki krwiotwórcze dają początek wyłącznie dojrzałym komórkom krwi – są komórkami macierzystymi dla komórek krwi – o tyle te nowo odkryte komórki mogą różnicować, tj. przekształcać się w komórki wyspecjalizowane uczestniczące w budowie różnych tkanek naszego organizmu. Ponadto, ich właściwości terapeutyczne wynikają również z wydzielania substancji zwiększających przeżywalność innych komórek, uszkodzonych w wyniku choroby. Komórki te nazwano mezenchymalnymi komórkami macierzystymi lub zrębu i określa się je skrótem MSC – od ang. Mesenchymal Stem Cells (Caplan, 1991) lub  Mesenchymal Stromal Cells.

Umiejętność pozyskiwania komórek zdolnych do odtwarzania różnych tkanek organizmu wzbudziła zrozumiałe zainteresowanie i spowodowała rozpoczęcie na całym świecie intensywnych badań nad możliwością ich wykorzystania w medycynie.

Komórki macierzyste mają różne źródła:

– komórki hematopetyczne/krwiotwórcze pozyskiwane są z krwi obwodowej, krwi pępowinowej, szpiku kostnego;

– komórki mezenchymalne pozyskiwane są najczęściej ze szpiku kostnego, sznura pępowiny lub tkanki tłuszczowej.

Zarodkowe komórki macierzyste można pozyskiwać z 5-6-dniowych zarodków, znajdujących się w tym okresie w stadium blastocysty. Możliwe jest również ich pozyskanie metodą klonowania zarodków ludzkich i ich eutanazji poprzez ekstrakcję tych komórek. W Polsce jest to prawnie zabronione i etycznie nie do przyjęcia. Ponadto embrionalne komórki macierzyste różnią się molekularnie od komórek izolowanych z popłodu (po urodzeniu noworodka); ich tempo podziałów jest znacznie większe, a charakter bardziej pierwotny, co stwarza ryzyko onkologiczne  dla biorcy komórek embrionalnych, którego nie ma w przypadku podań komórek pozyskanych po narodzinach dawcy.

Jest to krew zlokalizowana w naczyniach krwionośnych pępowiny płodu lub noworodka. Stanowi źródło krwiotwórczych komórek macierzystych, dlatego może zastąpić lub uzupełnić przeszczep szpiku kostnego.

Krew pępowinowa jest pobierana dopiero po urodzeniu dziecka i odcięciu go od pępowiny. Pobranie trwa około 5 minut, jest bezbolesne, łatwe i bezpieczne zarówno dla matki, jak i dziecka. 

Zabieg pobrania wykonuje wykwalifikowana i przeszkolona położna [pracująca w danym szpitalu]. Za pomocą igieł z zestawu do pobrania krwi pępowinowej nakłuwa ona naczynie pępowinowe, dzięki czemu krew spływa bezpośrednio do worka i miesza się z płynem hamującym krzepnięcie. Po jego zakończeniu na worek nakłada się specjalne zaciski, które uniemożliwiają wypłynięcie materiału podczas transportu. Worek umieszcza się z powrotem w pudełku i wraz z odpowiednią dokumentacją przekazuje się osobie uprawnionej przez bank.

Pozyskana krew pępowinowa jest następnie transportowany do Centralnego Laboratorium w Warszawie. Tam następuje jego preparatyka, podczas której pozyskuje się komórki macierzyste znajdujące się we krwi pępowinowej. Sprawdzana jest ich jakość i liczba oraz wykrywana ewentualna obecność wirusów, bakterii i grzybów w próbce. Następnie komórki macierzyste są umieszczane i zamrażane w specjalnych kasetach, w temperaturze -196°C. Zamrożone komórki macierzyste mogą być przechowane nieskończenie długi okres czasu, ale komórki macierzyste krwi pępowinowej zachowują swoje właściwości terapeutyczne przez 24 lata od pobrania. 

Przeszczepieniem (transplantacją) krwiotwórczych komórek macierzystych nazywamy procedurę polegającą na podaniu biorcy komórek macierzystych układu krwiotwórczego dawcy w celu zastąpienia nimi układu krwiotwórczego biorcy. 

  • Biorąc pod uwagę pochodzenie, komórki macierzyste dzieli się na embrionalne (pochodzące z zarodka) oraz dojrzałe (znajdujące się tkankach w życiu pozazarodkowym). 
  • Ze względu na zdolność do różnicowania się, wyróżniamy komórki totipotencjalne (zdolne do różnicowania we wszystkie typy komórek), pluri- i multipotencjalne (zdolne do różnicowania w wiele typów komórek) oraz unipotencjalne (zdolne do odtwarzania tylko jednego rodzaju tkanki).
  • Biorąc pod uwagę funkcję odtwarzanej tkanki, wyróżniamy komórki krwiotwórcze oraz komórki somatyczne.
  • Biorąc pod uwagę źródło komórek, wyróżniamy komórki autologiczne (dawca jest jednocześnie biorcą) oraz allogeniczne (dawca i biorca to różne organizmy).

Macierzyste komórki mezenchymalne są komórkami występującymi w większości unaczynionych tkanek. Wywodzą się z mezodermy i są znane od ponad czterdziestu lat. Mają unikatowe właściwości, ponieważ z jednej strony potrafią się różnicować w co najmniej trzy podstawowe linie komórek: adipocyty [tworzące tkankę tłuszczową], chondrocyty [tworzące chrząstkę], osteoblasty [tworzące kość], a z drugiej strony w warunkach stworzonych w laboratorium mogą się różnicować również w komórki wywodzące się z endodermy i ektodermy. Tak więc macierzyste komórki mezenchymalne mają duże możliwości różnicowania się w inne tkanki. Ponadto komórki te wykazują również właściwości immunoregulacyjne – mogą modulować przebieg odpowiedzi immunologicznej, która w danej chwili w uszkodzonej tkance występuje; dzieje się to na drodze bezpośredniego kontaktu komórka – komórka albo za pośrednictwem wydzielanych związków chemicznych. Kolejną unikatową właściwością jest możliwość przekazywania organelli komórkowych, głównie mitochondriów oraz dużych cząsteczek RNA. Komórki MSC wydzielają związki stymulujące wzrost innych komórek, powstawanie nowych naczyń krwionośnych oraz hamujące śmierć innych komórek. Z tych względów komórki te budzą takie zainteresowanie.

Komórki różnią się od siebie pochodzeniem [zarodkowe/dorosłe] oraz potencjałem, czyli możliwością różnicowania się w poszczególne tkanki [totipotencjalne/pluripotencjalne/multipotencjalne/unipotencjalne].