Buněčná terapie: kdo ji vynalezl a jak funguje
Různé / / April 04, 2023
Chápeme, proč jsou lidem transplantovány kmenové buňky a zda mohou prasata pomoci při léčbě závažných onemocnění.
Transplantace buněk je léčebná metoda, při které se do těla nemocného člověka vpraví zdravé buňky. Jakmile jsou uvnitř, pomáhají opravit poškozenou tkáň a stimulují hojivé procesy. Tato metoda aplikovat pro léčbu krevních chorob a zotavení z určitých typů rakoviny. V budoucnu se seznam možností terapie pravděpodobně rozšíří: vědci vykonat klinické studie k testování účinnosti transplantace buněk při léčbě kardiovaskulárních problémů, Parkinsonovy choroby, cukrovky a roztroušené sklerózy.
Jak vznikla buněčná terapie?
Experimenty s transplantací buněk začaly v 19. století. Tedy francouzský lékař Charles Brown-Séquard zkusil zavést lidské hormonální buňky z varlat zvířat, za předpokladu, že to pomůže prodloužit mládí. Britský lékař Watson-Williams zkusil zachránit teenagera s těžkým diabetes mellitus pomocí buněk ovčí slinivky břišní. Tento experiment skončil neúspěšně, chlapec o tři dny později zemřel. Na začátku 20. století léčil Švýcar Paul Niehans pacienty s rakovinou tím, že jim injekčně podával ovčí embryonální buňky. Lékař tvrdil, že metoda funguje, i když pro to neexistují žádné jiné důkazy.
První skutečně úspěšné experimenty začala v polovině dvacátého století. Vědci přišli na myšlenku, že dárcovský materiál pro terapii by se měl odebírat lidem. Vhodné pro tento úkol zastavit buňky. Za určitých podmínek jsou schopni se proměnit v jakékoli jiné. První, kdo se je pokusil transplantovat osobě, byl Američan Edward Thomas: v roce 1956 lékař představil pacient s leukémií, kostní dřeň odebraná jeho bratrovi-dvojčeti. Operace byla úspěšně dokončena. V roce 1990 Thomas přijaté Nobelova cena za přínos k rozvoji buněčné terapie.
V roce 1958 Georges Mate testoval, jak tato metoda funguje, pokud mezi pacientem a dárcem není příbuzenský vztah. On transplantované kmenových buněk pěti fyzikům z Jugoslávie, kteří byli vystaveni radiaci. Čtyři z nich pomohli. Ale po zákroku někteří pacienti pocítili vyčerpání těla. Mate navrhl, že taková reakce je spojena s reakcí dárcovských buněk na buňky příjemce: nemohly zakořenit a navzájem se zničily. Tento stav se nazývá GVHD neboli reakce štěpu proti hostiteli.
Nyní před transplantací, aby se snížilo riziko buněčné GVHD očistit z T-lymfocytů. Jsou jen zodpovědné za blokování a ničení cizích prvků v těle. Reakci zatím není možné zcela odstranit, ale existují léky, které pomáhají snižovat účinek GVHD.
Za posledních 60 let se buněčná terapie výrazně změnila. Nyní se odebírají buňky k transplantaci nejen z kostní dřeně, ale například i krve a tukové tkáně. A zdrojem materiálu mohou být nejen dárci, ale i samotní pacienti.
Co je buněčná terapie
V závislosti na zdroji materiálu pro transplantační terapii rozdělit na tři typy:
- autologní - buňky jsou pacientovi odebrány;
- syngenní - u identického dvojčete;
- alogenní - od dárce.
Teoreticky existuje ještě jedna možnost – xenogenní terapie, kdy se odebírají buňky zvířatům. Navzdory neúspěšným zkušenostem z minulosti je tento nápad stále považován za slibný. Vědci diskutují jeho použití k léčbě cukrovky, onemocnění jater nebo cystitidy. Prase je považováno za nejvhodnějšího dárce pro člověka.
Jak funguje buněčná terapie
Po obdržení materiálu musí lékaři připravit k zavedení do těla pacienta. K tomu se kmenové buňky množí a provádějí na nich řadu manipulací, které pomáhají naprogramujte je pro konkrétní úkoly a vyčistěte je od komponent, které mohou zvýšit rizika odmítnutí transplantátu.
Poté jsou buňky zavedeny do těla. Metody jsou různé: přes žíly, tkáně, klouby, koronární tepnu, prostor kolem míchy. Vše závisí na nemoci. Po transplantaci musí buňky zakořenit. V průměru to trvá 100 dní. Během této doby musí být pacient v kontaktu s lékaři, aby rychle získal pomoc v případě komplikací.
Před použitím buněčné terapie, lékaři vykonat řada studií, včetně EKG, tomografie a klinického krevního testu, aby se ujistil, že pacient takovou léčbu snese.
Jaké buňky lze použít k terapii
1. Dospělé (postnatální) kmenové buňky
Jedná se o specializované kmenové buňky, které Tady je v těle každého dospělého člověka. Mohou se transformovat pouze do určitých typů buněk. V závislosti na tom jsou rozděleny do typů:
- krvetvorby se přeměňují na krvinky;
- nervové - v buňkách nervového systému;
- mezenchymální - v buňkách chrupavčitých, tukových a kostních tkání.
Hlavním zdrojem dospělých kmenových buněk je kostní dřeň. Mohou se ale nacházet i v jiných částech těla: například mezenchymální se nacházejí v tukové tkáni a zubní dřeni.
2. Embryonální kmenové buňky
Jde o mladé pluripotentní buňky, tedy takové, které nemají specializaci a mohou se proměnit v jakékoli jiné. Jejich dostávat z blastocysty – embrya ve věku 3 až 5 dnů. K tomu se pěstuje v laboratořích a uměle oplodňuje dárcovskou dělohu.
Tento typ buněk má velký potenciál, ale je s nimi řada problémů. Je důležité je správně naprogramovat a ujistit se, že se v lidském těle promění v buňky potřebného tvaru. Navíc existuje riziko spontánního nebo nerovnoměrného nárůstu. Nyní vědci pracují na nalezení účinných mechanismů k řízení procesu.
Kultivaci embryí za účelem získání kmenových buněk navíc všichni nepovažují za etické. Řešením tohoto problému mohou být indukované pluripotentní buňky.
3. indukované pluripotentní kmenové buňky
Získávají se z dospělých somatických buněk (tedy jakýchkoli jiných než zárodečných). Mechanismus pro práci s nimi vynalezl japonský vědec Shinya Yamanaka. On prozkoumány embryonální buňky, aby v nich našly geny, které jsou zodpovědné za pluripotenci. Ukázalo se, že za to mohou čtyři geny – Sox2, Oct4, Klf4 a c-Myc. Nyní se jim říká „faktory Yamanaka“.
Po aktivaci těchto genů buňka postupně ztrácí specializaci a vrací se do embryonálního stavu. Pak to lze naprogramovat, jak chcete. Například je možné předělat buňku nervové tkáně na krvinku. A pravděpodobně po obráceném zavedení bude pro ni snazší zakořenit se v těle.
Nyní indukované pluripotentní kmenové buňky považováno perspektivní materiál pro transplantaci a v budoucnu mohou nahradit embryonální.
4. VOZÍK
Kmenové buňky nejsou jediným možným materiálem pro terapii. Například pro boj s rakovinou aplikovat modifikované T-lymfocyty (CAR-T). Jsou to krvinky, které jsou naprogramovány tak, aby hledaly a ničily rakovinu. T-lymfocyty se odebírají přímo pacientovi. Člověku se do žil zavádějí dva katétry. Přes první krev vstupuje do zkumavky, kde okamžitě prochází filtrací a poté se vrací do těla druhým katetrem. Procedura trvá 2-3 hodiny.
V tomto procesu se může hladina vápníku u osoby snížit. To vede ke svalovým křečím, necitlivosti a brnění. Proto je lepší takový zákrok provést v blízkosti oddělení, na kterém člověk leží. Dělá se to například v novém výzkumném komplexu buněčných technologií v Obninsku. Kromě terapie založené na CAR-T existuje vůle zapojit se do transplantace kostní dřeně a diagnostiky rakoviny. Plánuje se také vývoj čtyř léků na bázi somatických buněk.