Części zamienne dla człowieka. Terapie komórkami macierzystymi już działają.

Po latach kontrowersji komórki macierzyste są na progu leczenia schorzeń takich jak epilepsja czy cukrzyca typu 1. To niesamowite, jaki postęp dokonał się w ostatnich latach w tym segmencie.

Terapie komórkami macierzystymi zbliżają się do praktycznego zastosowania
Wyzwaniem pozostaje odtworzenie w laboratorium złożonych warunków rozwojowych, które pozwolą na tworzenie w pełni funkcjonalnych tkanek
Pierwsze udane przeszczepy laboratoryjnie wyhodowanych neuronów i komórek beta trzustki przynoszą obiecujące rezultaty kliniczne
Naukowcy coraz lepiej rozumieją procesy różnicowania komórek macierzystych, co przybliża wizję "części zamiennych" dla ludzkiego ciała
Więcej informacji o biznesie znajdziesz na stronie Businessinsider.com.pl
Minęło już ok. 25 lat. To wtedy naukowcy wyizolowali potężne komórki macierzyste z embrionów stworzonych poprzez zapłodnienie in vitro. Te komórki — teoretycznie zdolne do przekształcenia się w dowolną tkankę w ludzkim ciele — obiecywały rewolucję medyczną. Pomysł brzmiał: części zamienne na wszystko, co ci dolega.

Jednak nauka o komórkach macierzystych nie przebiegała zbyt gładko. Mimo że naukowcy szybko nauczyli się tworzyć komórki zdolne do przekształcenia się w cokolwiek bez użycia embrionów, nakłonienie ich do stania się naprawdę funkcjonalną tkanką dorosłą okazało się trudniejsze, niż ktokolwiek przypuszczał. Dlaczego?

Główna trudność polega na tym, że samo źródło komórek (czyli komórki zdolne przekształcić się w dowolną tkankę) to dopiero początek. Aby otrzymać w pełni dojrzałą, funkcjonalną tkankę, trzeba odtworzyć bardzo złożone warunki rozwojowe, jakie panują w żywym organizmie.

Tworzenie tkanek ogromnym wyzwaniem
W naturze komórki macierzyste otrzymują kaskadę sygnałów (chemicznych, mechanicznych, hormonalnych) w konkretnych momentach swojego rozwoju. W laboratorium trzeba te sygnały wiernie naśladować, by uniknąć "mylenia ścieżek" rozwojowych. Brak odpowiedniego czynnika wzrostu w kluczowym momencie może sprawić, że komórka nie zróżnicuje się prawidłowo albo przybierze niepożądany typ.

Tkanki w organizmie rosną też w kontekście określonej architektury — matrycy zewnątrzkomórkowej, układu naczyń krwionośnych, interakcji z innymi komórkami. W hodowli in vitro bardzo trudno precyzyjnie odwzorować tak złożoną strukturę i zapewnić odpowiedni rozkład substancji odżywczych czy tlenu. Dlatego, nawet jeśli uda się wytworzyć poprawne komórki, często nie tworzą one tkanki o fizjologicznej funkcjonalności.

Złożona regulacja genetyczno-epigenetyczna to kolejne z wyzwań. Oprócz samych genów komórki istotne są też modyfikacje epigenetyczne (np. metylacja DNA, modyfikacje histonów), które decydują o tym, w jaki sposób geny zostaną "odczytane". W naturze epigenetyka jest silnie regulowana przez sygnały płynące z mikrośrodowiska. Opanowanie tych procesów w laboratorium wymaga nie tylko wiedzy o tym, jakie geny uruchamiać, ale i kiedy oraz w jakich warunkach.

Komórki konkretnej tkanki (np. nerwowej, mięśniowej czy wątroby) muszą ponadto nie tylko wyglądać jak konkretne komórki, ale też działać tak, jak w organizmie. Przykładowo kardiomiocyty — komórki mięśnia sercowego — muszą się synchronicznie kurczyć i przewodzić impulsy elektryczne tak, by rzeczywiście pomóc w regeneracji uszkodzonego serca. To znacznie trudniejsze niż samo "wyhodowanie" nowych komórek o pewnych markerach.

Komórki macierzyste mają też naturalną zdolność do nieograniczonej proliferacji. To wspaniałe, o ile nad tym procesem mamy kontrolę. W przeciwnym razie istnieje ryzyko powstania zmian nowotworowych czy nieprawidłowych typów tkanek w miejscu, gdzie chcemy je zastosować klinicznie.

I na koniec: każda tkanka rządzi się własnymi prawami. Coś, co zadziała w przypadku hodowli wczesnych neuronów, niekoniecznie sprawdzi się dla chrząstki czy komórek trzustki. Opracowanie skutecznych i bezpiecznych metod różnicowania wymaga lat badań, testów i optymalizacji warunków dla konkretnego rodzaju komórek. I te lata, zdaje się, częściowo mamy już za sobą.

Części zamienne na wszystko coraz bliżej
Badacze opracowują kolejne metody pozwalające na wytworzenie bardziej złożonych, "organopodobnych" struktur i coraz lepiej rozumieją mechanizmy różnicowania. Wciąż brakuje uniwersalnych i w pełni niezawodnych procedur, które pozwoliłyby z komórek macierzystych odtworzyć dowolną tkankę w formie gotowej do przeszczepu w warunkach klinicznych.

Są jednak pierwsze obiecujące rezultaty. Justin Graves, mężczyzna z wyniszczającą epilepsją, otrzymał już przeszczep neuronów stworzonych w laboratorium, zaprojektowanych do tłumienia nieprawidłowych wyładowań elektrycznych w jego mózgu, które powodują ataki epileptyczne.

Od czasu zabiegu, przeprowadzonego w 2023 r. na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, Graves zgłaszał napady mniej więcej raz w tygodniu, zamiast raz dziennie, jak to było wcześniej. "To była po prostu niesamowita, całkowita zmiana. Jestem teraz praktycznie ewangelistą komórek macierzystych" — mówił jakiś czas po zabiegu.

Testy związane z epilepsją prowadzone są przez firmę Neurona Therapeutics i są jeszcze na wczesnym etapie. Na razie leczenie objęło 15 pacjentów. Wstępne wyniki są jednak zdumiewające.

W czerwcu ub.r. inne badanie nad komórkami macierzystymi przyniosło satysfakcjonujące wyniki. Tym razem dotyczyło cukrzycy typu 1, autoimmunologicznego schorzenia wcześniej nazywanego cukrzycą młodzieńczą, w którym ciało osoby atakuje komórki beta wysp trzustkowych. Bez działających komórek beta do kontrolowania poziomu cukru we krwi, osoby z cukrzycą typu 1 polegają na codziennym monitorowaniu glukozy we krwi i zastrzykach lub infuzjach insuliny, aby przeżyć.

W badaniu prowadzonym przez Vertex Pharmaceuticals w Bostonie niektórzy pacjenci, którzy otrzymali transfuzje komórek beta stworzonych w laboratorium, byli w stanie przestać przyjmować insulinę. Zamiast tego ich nowe komórki produkują ją, gdy ta jest potrzebna.

Badacze komórek macierzystych są blisko przekroczenia granicy, kiedy faktycznie człowiek otrzyma części zamienne.


http://e-manus.pl/