Komórki macierzyste – jak się je pozyskuje i w jaki sposób można je wykorzystać?

Czym są komórki macierzyste?

Najprościej ujmując, macierzystymi nazywa się pierwotne komórki, z których powstają wszystkie inne typy komórek budujących organizm. Są naturalną rezerwą, która służy do uzupełniania zasobów i zastępowania tych komórek, które zostały zużyte i uszkodzone. Komórki macierzyste są niezróżnicowane. Oznacza to, że nie są angażowane w żadną ścieżkę rozwojową, która zmierza do utworzenia określonej tkanki lub narządu. 

Komórki macierzyste ulegają nieograniczonym podziałom. Dzieląc się, tworzą dwie komórki potomne, z których jedna pozostanie komórką macierzystą, a druga ulegnie różnicowaniu i przeobrazi się w komórkę wyspecjalizowaną w pełnieniu danej funkcji, np. w krwinkę, neuron, komórkę kostną czy mięśniową.

Jakie są źródła i typy komórek macierzystych?

Dorosłe komórki macierzyste występują w małych ilościach w większości tkanek, np. w skórze, mózgu, szpiku kostnym. Pozostają niezróżnicowane, dopóki organizm nie potrzebuje ich do określonego celu. Gdy zajdzie taka potrzeba, dzielą się, aby wytworzyć nowe tkanki i zregenerować organizm. Z kolei drugi typ dorosłych komórek, czyli indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC), powstaje w laboratoriach. Komórki te zostały zmienione tak, aby miały właściwości embrionalnych komórek macierzystych. Mogą być przydatne w opracowywaniu szeregu nowych terapii.

Embrionalne komórki macierzyste (ESC) przy odpowiedniej stymulacji mogą stać się wszystkimi typami komórek, których potrzebuje organizm. Są pobierane z zarodków powstałych w wyniku zapłodnienia in vitro. Około 3-5 dni po zapłodnieniu komórki jajowej przez plemnik zarodek przyjmuje postać blastocysty, w której wnętrzu znajdują się embrionalne komórki macierzyste.

Mezenchymalne komórki macierzyste (MSC) pochodzą z tkanki łącznej lub zrębu otaczającego narządy i tkanki organizmu. Mogą pewnego dnia odegrać rolę w rozwiązywaniu wielu problemów zdrowotnych. Postrzegane są jako przyszłość medycyny regeneracyjnej w zakresie kardiologii i ortopedii.

Według potencjału wyróżnia się komórki:

• totipotentne – mogą różnicować się we wszystkie możliwe typy komórek, np. kilka pierwszych komórek, które pojawiają się, gdy zygota zaczyna się dzielić,
• pluripotentne – mogą przekształcić się w prawie każdą komórkę, np. komórki wczesnego zarodka, 
• multipotentne – mogą różnicować się w blisko spokrewnioną rodzinę komórek, np. komórki krwiotwórcze,
• oligopotentne – mogą różnicować się w kilka różnych typów komórek, np. dorosłe limfoidalne lub szpikowe komórki macierzyste,
• unipotentne – mogą wytwarzać tylko komórki jednego rodzaju, czyli ich własny typ, np. komórki macierzyste mięśni.

Do czego wykorzystuje się komórki macierzyste?

Komórki macierzyste mają ogromny potencjał w medycynie transplantacyjnej i regeneracyjnej. Zanim jednak ich użycie będzie można rozszerzyć, należy przeprowadzić znacznie więcej badań.

Komórki macierzyste uznawane są za jedno z największych odkryć kosmetologii. Coraz częściej można spotkać się z kosmetykami, w których są stosowane. Oprócz tego służą do celów badawczych. Pomagają nam zrozumieć, jak przebiegają procesy chorobotwórcze, np. jak powstają wady wrodzone i nowotwory, dają też nadzieję na opracowanie terapii schorzeń, na które obecnie nie ma jeszcze panaceum. 

Trwają badania w celu ustalenia, czy terapia komórkami macierzystymi może być przydatna w leczeniu cukrzycy, chorób serca, choroby Parkinsona i urazów rdzenia kręgowego. Niektóre typy komórek macierzystych mogą zostać wykorzystane do testowania leków pod kątem bezpieczeństwa i jakości oraz pracy nad nowymi preparatami. Naukowcy mogą ocenić wpływ leku na tkance wyhodowanej z komórek macierzystych.

Skąd i w jaki sposób pobiera się komórki macierzyste?

Krew pępowinowa. Komórki macierzyste można pobrać z pępowiny po porodzie. Procedura odbywa się w szpitalach, które współpracują z bankami krwi pępowinowej. Krew po pobraniu transportowana jest do laboratorium. Po przejściu serii specjalistycznych badań przechowywana jest przechowywana w ciekłym azocie.

Szpik kostny. Komórki macierzyste są pobierane z kości biodrowej lub miednicy w ramach procedury szpitalnej lub ambulatoryjnej. Podczas pobierania szpiku kostnego pacjenci otrzymują znieczulenie ogólne. Następnie chirurg wprowadza dużą igłę bezpośrednio do jamy kości. Szpik kostny jest zasysany z kości poprzez wielokrotne wprowadzanie igły.

Komórki macierzyste krwi obwodowej. Komórki macierzyste normalnie krążą we krwi w bardzo małych ilościach. Pacjent otrzymuje serię zastrzyków cytokinowych (proces dostarczania cytokiny określa się jako mobilizacja), które sprawiają, że szpik kostny uwalnia komórki macierzyste do krwi. Pobierane są one przy użyciu specjalistycznego urządzenia. W procesie aferezy krew jest rozdzielana na jej składniki, a komórki macierzyste mogą być pobierane i przechowywane.