Terapia komórkowa: kto ją wynalazł i jak działa
Miscellanea / / April 04, 2023
Rozumiemy, dlaczego ludziom przeszczepia się komórki macierzyste i czy świnie mogą pomóc w leczeniu poważnych chorób.
Przeszczep komórek to metoda leczenia polegająca na wprowadzeniu do organizmu chorego zdrowych komórek. Znajdując się w środku, pomagają naprawić uszkodzoną tkankę i stymulują procesy gojenia. Ta metoda stosować do leczenia chorób krwi i wyzdrowienia z niektórych rodzajów raka. W przyszłości lista opcji terapeutycznych prawdopodobnie się rozszerzy: naukowcy przeprowadzać coś badania kliniczne w celu sprawdzenia skuteczności przeszczepu komórek w leczeniu problemów sercowo-naczyniowych, choroby Parkinsona, cukrzycy i stwardnienia rozsianego.
Jak powstała terapia komórkowa?
Eksperymenty z transplantacją komórek rozpoczęły się w XIX wieku. Tak więc francuski lekarz Charles Brown-Séquard wypróbowany wprowadzić ludzkie komórki hormonalne z jąder zwierząt, zakładając, że pomoże to przedłużyć młodość. Brytyjski lekarz Watson-Williams próbował
uratować nastolatka z ciężką cukrzycą za pomocą komórek trzustki owcy. Ten eksperyment zakończył się niepowodzeniem, chłopiec zmarł trzy dni później. Na początku XX wieku Szwajcar Paul Niehans leczył pacjentów z rakiem, wstrzykując im komórki embrionalne owcy. Lekarz twierdził, że metoda zadziałała, chociaż nie ma na to innych dowodów.Pierwsze naprawdę udane eksperymenty Rozpoczęty w połowie XX wieku. Naukowcy doszli do wniosku, że materiał dawcy do terapii powinien być pobierany od ludzi. Nadaje się do tego zadania trzon komórki. W pewnych warunkach są w stanie przekształcić się w dowolne inne. Pierwszym, który próbował przeszczepić je człowiekowi, był Amerykanin Edward Thomas: w 1956 roku lekarz wprowadzony pacjent z białaczką, szpik kostny pobrany od jego brata bliźniaka. Operacja została pomyślnie zakończona. W 1990 Tomasz otrzymane Nagroda Nobla za wkład w rozwój terapii komórkowej.
W 1958 roku Georges Mate przetestował, jak działa ta metoda, jeśli między pacjentem a dawcą nie ma powiązań rodzinnych. On przeszczepiony komórek macierzystych pięciu fizykom z Jugosławii, którzy byli narażeni na promieniowanie. Cztery z nich pomogły. Ale po zabiegu niektórzy pacjenci odczuwali wyczerpanie organizmu. Mate zasugerował, że taka reakcja jest związana z reakcją komórek dawcy na komórki biorcy: nie mogły się zakorzenić i niszczyły się nawzajem. Ten stan nazywa się GVHD lub chorobą przeszczep przeciwko gospodarzowi.
Teraz przed przeszczepem, aby zmniejszyć ryzyko GVHD komórek oczyścić z limfocytów T. Odpowiadają właśnie za blokowanie i niszczenie obcych pierwiastków w organizmie. Nie jest jeszcze możliwe całkowite wyeliminowanie reakcji, ale istnieją leki, które pomagają zmniejszyć efekt GVHD.
W ciągu ostatnich 60 lat terapia komórkowa znacznie się zmieniła. Teraz komórki do przeszczepu pobierane są nie tylko ze szpiku kostnego, ale także np. z krwi i tkanki tłuszczowej. A źródłem materiału mogą być nie tylko dawcy, ale także sami pacjenci.
Co to jest terapia komórkowa
W zależności od źródła materiału do terapii transplantacyjnej dzielić na trzy typy:
- autologiczny - komórki są pobierane od pacjenta;
- syngeniczny - w identycznym bliźniaku;
- allogeniczny - od dawcy.
Teoretycznie istnieje inna opcja - terapia ksenogenna, gdy komórki są pobierane od zwierząt. Pomimo nieudanych doświadczeń z przeszłości, pomysł ten nadal uważany jest za obiecujący. Naukowcy dyskutują jego zastosowanie w leczeniu cukrzycy, chorób wątroby lub zapalenia pęcherza moczowego. Świnia jest uważana za najbardziej odpowiedniego dawcę dla osoby.
Jak działa terapia komórkowa
Po otrzymaniu materiału lekarze muszą przygotowywać wprowadzać do organizmu pacjenta. W tym celu komórki macierzyste namnażają się i wykonują na nich szereg manipulacji, które pomagają zaprogramuj je do określonych zadań i oczyść je z elementów, które mogą zwiększyć ryzyko odrzucenie przeszczepu.
Komórki są następnie wprowadzane do organizmu. Metody są różne: przez żyły, tkanki, stawy, tętnicę wieńcową, przestrzeń wokół rdzenia kręgowego. Wszystko zależy od choroby. Po przeszczepie komórki muszą się zakorzenić. Średnio trwa to 100 dni. W tym czasie pacjent musi być w kontakcie z lekarzami, aby szybko uzyskać pomoc w przypadku wystąpienia powikłań.
Przed zastosowaniem terapii komórkowej lekarze przeprowadzać coś serię badań, w tym EKG, tomografię i kliniczne badanie krwi, aby upewnić się, że pacjent toleruje takie leczenie.
Jakie komórki można wykorzystać do terapii
1. Dorosłe (postnatalne) komórki macierzyste
Są to wyspecjalizowane komórki macierzyste, które Jest w organizmie każdego dorosłego człowieka. Mogą przekształcać się tylko w określone typy komórek. W zależności od tego są one podzielone na typy:
- hematopoetyczne są przekształcane w komórki krwi;
- neuronowy - w komórkach układu nerwowego;
- mezenchymalny - w komórkach tkanki chrzęstnej, tłuszczowej i kostnej.
Głównym źródłem dorosłych komórek macierzystych jest szpik kostny. Ale można je również znaleźć w innych częściach ciała: na przykład te mezenchymalne znajdują się w tkance tłuszczowej i miazdze zębowej.
2. Embrionalne komórki macierzyste
Są to młode komórki pluripotencjalne, czyli takie, które nie mają specjalizacji i mogą zamienić się w każdą inną. Ich odbierać z blastocysty - zarodka w wieku od 3 do 5 dni. Aby to zrobić, jest uprawiany w laboratoriach, sztucznie nawożąc macicę dawcy.
Ten typ komórek ma ogromny potencjał, ale wiąże się z nimi szereg problemów. Ważne jest, aby odpowiednio je zaprogramować i upewnić się, że w organizmie człowieka zamienią się w komórki o wymaganym kształcie. Ponadto istnieje ryzyko spontanicznego lub nierównomiernego wzrostu. Teraz naukowcy pracują nad znalezieniem skutecznych mechanizmów kontrolowania tego procesu.
Ponadto hodowla embrionów w celu pozyskania komórek macierzystych nie przez wszystkich jest uważana za etyczną. Rozwiązaniem tego problemu mogą być indukowane komórki pluripotencjalne.
3. indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste
Otrzymuje się je z dorosłych komórek somatycznych (to znaczy z komórek innych niż rozrodcze). Mechanizm pracy z nimi wynalazł japoński naukowiec Shinya Yamanaka. On zbadane komórek embrionalnych, aby znaleźć w nich geny odpowiedzialne za pluripotencję. Okazało się, że odpowiadają za to cztery geny – Sox2, Oct4, Klf4 i c-Myc. Teraz nazywa się je „czynnikami Yamanaki”.
Po aktywacji tych genów komórka stopniowo traci specjalizację i powraca do stanu embrionalnego. Następnie można go zaprogramować, jak chcesz. Na przykład możliwe jest przerobienie komórki tkanki nerwowej na komórkę krwi. I przypuszczalnie po odwrotnym wprowadzeniu łatwiej będzie jej zakorzenić się w ciele.
Teraz indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste uważany za obiecujący materiał do przeszczepów, aw przyszłości mogą zastąpić embrionalne.
4. WÓZEK
Komórki macierzyste to nie jedyny możliwy materiał do terapii. Na przykład do walki z rakiem stosować zmodyfikowane limfocyty T (CAR-T). Są to komórki krwi zaprogramowane do wyszukiwania i niszczenia raka. Limfocyty T są pobierane bezpośrednio od pacjenta. Do żył osoby wprowadza się dwa cewniki. Przez pierwszą krew dostaje się do rurki, gdzie natychmiast przechodzi przez filtrację, a następnie wraca do ciała przez drugi cewnik. Procedura trwa 2-3 godziny.
W trakcie tego procesu poziom wapnia u danej osoby może się zmniejszyć. Prowadzi to do skurczów mięśni, drętwienia i mrowienia. Dlatego lepiej przeprowadzić taki zabieg blisko oddziału, na którym leży dana osoba. Odbywa się to na przykład w nowym kompleksie badawczym technologii komórkowych w Obnińsku. Oprócz terapii opartej na CAR-T istnieje będzie zajmuje się transplantacją szpiku kostnego i diagnostyką nowotworów. Planowane jest również opracowanie czterech leków opartych na komórkach somatycznych.