Liečba kmeňovými bunkami: Čo hovorí medicína? Môže ísť o jednu z najúčinnejších liečob niektorých ochorení?
Niektorí odborníci hovoria o kmeňových bunkách ako o budúcnosti medicíny. Prečo je o ne taký veľký záujem? Vedci dúfajú, že štúdie kmeňových buniek pomôžu:
- Zvýšiť porozumenie, ako vznikajú ochorenia.
- Vytvárať zdravé bunky ako náhrady za bunky poškodené chorobou (regeneratívna medicína) – kmeňové bunky je možné naviesť, aby pomohli u ľudí (pacientov) regenerovať a opraviť chorobou poškodené tkanivá.
- Bezpečne testovať nové lieky – použitie ešte pred samotným testovaním u ľudí, využitie špecializovaných buniek odvodených od tých kmeňových ako terčov pre samotnú novú liečivú substanciu.
Čo je to kmeňová bunka?
Dalo by sa povedať, že kmeňová bunka je základnou stavebnou jednotkou organizmu. Z takýchto základných, jednoduchých, ešte nediferencovaných buniek sa postupne v tele vytvárajú bunky s rôznou funkciou a stavbou.
V laboratórnych podmienkach sa kmeňové bunky delia na tzv. dcérske bunky, ktorých je väčší počet. Takéto dcérske bunky sa môžu stať opäť kmeňovými bunkami, alebo sa stanú tzv. diferencovanými bunkami, teda špecializujúcimi sa na tú ktorú funkciu a tvar – napríklad krvné bunky, pečeňové, kostné, nervové, svalové či iné.
Funkcie kmeňových buniek sú2:
- V priebehu vývoja sú úplne prvými bunkami
- Podnecujú vznik základov jednotlivých orgánov
- Sú zodpovedné za udržanie štruktúry tkanív ako kľúčové regulátory tkanivovej homeostázy
- Keď dôjde k poraneniu tkaniva, sú zodpovedné za regeneráciu tkanív
Liečba pomocou kmeňových buniek
Medicína, ktorá sa zaoberá liečbou pomocou kmeňových buniek, sa nazýva regeneratívna medicína. Terapia kmeňovými bunkami berie do úvahy, že poškodené tkanivo je možné pomocou kmeňových buniek alebo ich derivátov opraviť, respektíve vyliečiť.
Dá sa teda hovoriť o novej kapitole transplantácie orgánov a tkanív. Princíp spočíva v tom, že výskumníci vytvoria z kmeňových buniek vďaka ich prirodzeným vlastnostiam špecializované bunky, no a tie sú potom implantované do organizmu. Môže sa jednať o srdcové bunky, bunky krvi, nervové a iné.
Ak pacient trpí napríklad srdcovým ochorením, vedci pripravia bunky srdca a tie sa implantujú do oblasti, kde pacient tieto bunky stráda (napr. svalovina po infarkte). Následne organizmus tieto bunky príjme, podieľa sa na ich včlenení po štrukturálnej, ale i funkčnej stránke.
Žiadna iná bunka v organizme nemá schopnosť tvoriť nové typy buniek
Niektoré možnosti použitia kmeňových buniek sú ešte v plienkach, iné už sú zavedené v praxi. Ich liečebný potenciál sa využíva pri chorobách ako leukémia, lymfoblastóm, mnohopočetný myelóm, neuroblastóm. Perinatálne a dospelé kmeňové bunky sa používajú pri transplantácii kostnej drene, hlavne po jej poškodení chemoterapeutikami alebo chorobou.
Vedci dúfajú, že by kmeňové bunky mohli v budúcnosti pomôcť pri liečbe takých ochorení, akými sú Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, poranenia miechy, cukrovka, srdcové ochorenie, artritída (zápal kĺbu) a mnohé ďalšie1. Keďže kmeňové bunky majú potenciál rásť, môžu sa stať aj novým tkanivom použiteľným v transplantačnej a regeneračnej medicíne. Transplantácia kmeňových buniek môže byť liečbou pri rakovine krvi (leukémia či lymfóm), krvných ochoreniach typu kosáčikovitá anémia, alebo pri skleróze multiplex.
Potenciál by tieto bunky mohli mať aj v kožnom lekárstve (pri liečbe popálenín), pri náhrade dutých orgánov močového systému, ale aj v ortopédii (in vitro vytvorené tkanivá – chrupavky, kĺby, šľachy a väzy).
Línia kmeňových buniek pochádza z jednej originálnej kmeňovej bunky, ktorá rastie v in vitro podmienkach laboratória. Bunky v tejto línií rastú, no nediferencujú sa v špecializované bunky, ostávajú kmeňovými. Zhluk týchto buniek môže byť zmrazený a uložený do skladiska, prípadne i zdieľaný s ďalšími výskumníkmi.
Embryonálne kmeňové bunky
Pochádzajú z embrya, ktoré má 3 – 5 dní. Embryo v tomto štádiu sa nazýva blastocysta a má okolo 150 buniek. Sú to tzv. pluripotentné kmeňové bunky, ktoré sa môžu rozdeliť do viacerých kmeňových buniek, alebo sa môžu stať hociktorým typom bunky organizmu.
Dospelé kmeňové bunky
Nachádzajú sa v dospelých tkanivách, hlavne v kostnej dreni a tukovom tkanive. Tieto kmeňové bunky majú viac limitovanú schopnosť stať sa niektorým typom bunky organizmu. Vedci dokážu dopomôcť k tvorbe podobných buniek. Jedná sa teda o tvorbu krvných a tukových buniek. Aj napriek tomu však vedci zistili, že z dospelých kmeňových buniek sa môže vytvoriť srdcová, alebo kostná bunka.
Indukované pluripotentné kmeňové bunky
Genetickým vykonaním zmien v dospelých kmeňových bunkách ich dokázali vedci transformovať na embryonálne kmeňové bunky so svojimi typickými vlastnosťami. Používajú na to genetické reprogramovanie. Vedci sú schopní vziať regulárne bunky spojivového tkaniva a reprogramovať ich, aby sa stali srdcovými bunkami. Pri animálnych štúdiách s poškodeným srdcom toto zlepšilo funkčnosť srdca, ako aj schopnosť prežitia zvieraťa.
Perinatálne kmeňové bunky
Vedci objavili kmeňové bunky v amniovej tekutine, pri skúmaní pupočníkovej krvi. Tieto kmeňové bunky majú schopnosť zmeniť sa na špecializované bunky. Amniová tekutina vypĺňa vak, ktorý obkolesuje plod v maternici.
Tým, že sa embryonálne kmeňové bunky získavajú z ľudských embryí, naráža tento úkon na etické otázky. Celá procedúra sa preto drží prísnych smerníc. Vznik takéhoto embrya sa deje v skúmavke, teda dochádza k in vitro fertilizácii (oplodneniu) a bunky sa môžu použiť len vtedy, keď embryo nie je už inak potrebné. Embryo určené pre výskum a použitie kmeňových buniek nie je nikdy z prostredia skúmavky implantované do ženskej maternice. Tieto kmeňové bunky rastú v špeciálnom prostredí laboratória.
Existuje nejaké potenciálne nebezpečenstvo použitia kmeňových buniek?
Aby boli embryonálne bunky použiteľné, vedci si musia byť istí, že sa zmenia na požadovaný typ bunky. Zároveň stále skúmajú možnosti kontroly rastu a diferenciácie (rozlíšenia) embryonálnych kmeňových buniek. Problémom tiež je, že imunitným systémom akceptora (príjemcu) môžu byť rozpoznané ako „neželané“ a byť napadnuté či zneškodnené imunitou. V inom prípade môžu prísť o svoju funkciu. Vedci preto skúmajú aj túto stránku mince, teda ako zabrániť neželanej imunitnej reakcii pri príjme týchto buniek.
Aké ďalšie potenciálne riziká pri liečbe kmeňovými bunkami vznikajú?
- Keď sa kmeňové bunky obnovujú, môže dôjsť k tomu, že sa stanú rakovinovými a vznikne tumor.
- Kmeňové bunky, ktoré vznikajú v laboratóriu, môžu mať poškodenú DNA (genetickú informáciu).
- Embryonálne kmeňové bunky by nemuseli mať v tele funkčnosť. Dôsledok tohto javu nie je jasný.
- Ľudské telo môže napadnúť embryonálne kmeňové bunky, ktoré berie ako hrozbu.
- Riziko použitia kmeňových buniek tkvie aj v samotných procedúrach pri získavaní a naopak zavádzaní týchto buniek. Jedná sa o lumbálnu punkciu, liposukciu či poškodenie srdca pri ich implantácií a podobne.
Výskum ukázal, že v mozgu sa vyskytujú tiež kmeňové bunky. U cicavcov je niekoľko nových neurónov formovaných tesne po narodení, ale niektoré neuróny v čuchovom bulbe a hippokampe (oblasti mozgu) sa formujú postupne4.
Upozornenie
1. SHEIKH, Z. What is stem cell research? 2024. WebMD [online] [cit. 03.20.2024]. Dostupné z: https://www.webmd.com/a-to-z-guides/stem-cell-research
2. VIDOVÁ, M. a kol. Liečebné možnosti kmeňových buniek. 2015. Solen [online] [cit. 03.20.2024]. Dostupné z: https://www.solen.sk/storage/file/article/420e6e9e2245cd0342596ddeef3089bf.pdf
3. MAYO CLINIC STAFF. Stem cells: What they are and what they do. 2022. Mayoclinic [online] [cit. 03.20.2024]. Dostupné z: https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/bone-marrow-transplant/in-depth/stem-cells/art-20048117
4. SLACK, J.M.W. Stem cell. 2024. Britannica [online] [cit. 03.20.2024]. Dostupné z: https://www.britannica.com/science/stem-cell
