Zgodovina raziskav mezenhimskih oz. tkivotvornih matičnih celic[1] sega v pozna 90-ta leta prejšnjega stoletja ter v zgodnja leta 21. stoletja. V letu 1995 je pionir na področju raziskav uporabe matičnih celic iz popkovnične krvi dr. Curtis L. Cetrulo skupaj z dr. Anthony-jem J. Sbarrom ustanovil Mednarodno združenje popkovnične krivi (International Cord Blood Society ICBS). Gre za prvo neprofitno organizacijo znanstveno raziskovalne narave, ki deluje na področju raziskav potenciala in uporabe matičnih celic iz popkovnične krvi in tkiva popkovnice.
ICBS je na svojem 7. letnem simpoziju 2004 gostil predavatelja dr. Kathy Mitchell in dr. Mark Weiss, ki sta predstavila izsledke svojih raziskav v katerih sta identificirala, da se mezenhimske matične celice nahajajo v Whartonovi žolici (tkivo znotraj popkovnice, ki obdaja in varuje žile v popkovnici).[2]
Nadaljnje raziskave mezenhimskih celic so potekale v laboratorijih oddelka za presajanje kostnega mozga Zdravstvenega centra Tufts New England. Pod vodstvom dr. Hansa Klingermanna, predstojnika oddelka, je bila na miših izvedena obsežna raziskava o transplantaciji hematopoetskih[3] ter mezenhimskih matičnih celic. Na podlagi vzorcev placent, popkovnic in popkovnične krvi, ki so bili prostovoljno donirani, je ekipa potrdila postavljeno hipotezo, da se lahko hematopoetske in mezenhimske celice uspešno sočasno transplantirajo.[4]
Prve klinične študije na ljudeh
V letu 2013 so na Kitajskem objavili dve prelomni publikaciji z izsledki prvih kliničnih študij simultanih transplantacij človeških mezenhimskih in hematopoetskih matičnih celic.[5] Izsledki študij potrjujejo hipotezo, da mezenhimske matične celice predstavljajo nesluten potencial v regenerativni medicini pri zdravljenju raznovrstnih bolezenskih stanj (diabetes, multipla skleroza, bolezni srca ter imunskega sistema) ter dokaz, da so postopki transplantacij uspešnejši pri sočasni transplantaciji mezenhimskih in hematopoetskih matičnih celic kot postopki pri katerih se uporabljajo le hematopoetske matične celice.
Študiji sta pokazali, da v primeru simultane presaditve hematopoetskih in mezenhimskih matičnih celic doba okrevanja oz. doba uspešne presaditve bistveno krajša kot pri transplantaciji, kjer so bile uporabljene samo hematopoetske matične celice in se približuje t.i. zlatemu standardu uspešne presaditve kostnega mozga.
Ravno podaljšan čas uspešne presaditve matičnih celic, ki v primerjavi s presaditvijo kostnega mozga v povprečju traja 10 dni dlje, je glavni razlog zakaj se presaditev kostnega mozga še vedno preferira pri zdravljenju določenih bolezni. Vendar pa so z zdravljenjem z uporabo kostnega mozga povezane številne pomanjkljivosti: boleči in invazivni posegi, predvsem pa glavni problem ostaja pri iskanju darovalca.
Iz navedenih razlogov je uporaba matičnih celic iz popkovnične krvi ustreznejša in uspešnejša opcija. Omenjene raziskave o uporabi simultanih presaditev hematopoetskih in mezenhimskih matičnih celic pa prinašajo spodbudne rezultate, da se bo z ustrezno simultano transplantacijo mezenhimskih in hematopoetskih matičnih celic lahko doseglo zlati standard uspešne presaditve.
Imunomodularne lastnosti mezihimskih celic
Med zadnja osupljiva odkritja lastnosti mezenhimskih matičnih celic sodi raziskava izvedena na Inštitutu za raziskave diabetesa Univerze Miami ter Kitajske univerze Xiamen[6], ki je pokazala, da mezenhimske matične celice posedujejo imunomodularne lastnosti.
Mezenhimske matične celice imajo namreč izjemne specifične lastnosti, ki jim omogočajo, da modulirajo aktivnosti imunskih celic, še posebej limfocitov. Z izločanjem molekul, ki se vežejo na receptorje limfocitov ali z direktno celično interakcijo dosežejo uspešno presaditev matičnih celic.[7]
Študija je pokazala, da so pacienti, ki so ob presaditvi ledvice poleg običajnih imunosupresivnih zdravil prejeli tudi lastne mezenhimske celice v obdobju 12 mesecev doživeli manj akutnih zavrnitvenih reakcij ter okužb kot pacienti, ki so prejeli le običajno imunosupresivno terapijo.
Potencial uporabe mezihimskih matičnih celic se tako širi na celične terapije, ki bi lahko deloma ali v celoti nadomestile potrebo po uporabi imunosupresivne terapije ob presaditvi organov.
[1] Mezenhimske matične celice (MSC) so samo-obnavljajoče se, multipotentne zarodne celice, ki imajo sposobnost, da se diferencirajo v več različnih tipov mezenhimskih tkiv, kot so kostno, hrustančno, mišično, maščobno tkivo, vezivno tkivo tetiv. Mezenhimske matične celice se pri odraslih nahajajo pretežno v kostnem mozgu, najdemo pa jih tudi v maščobnih tkivih.
[2] Mitchell KE, Weiss ML, Mitchell BM, Martin P, Davis D, Morales L, Helwig B, Beerenstrauch M, Abou-Easa K, Hildreth T, Troyer D, Medicetty S. Matrix cells from Wharton's jelly form neurons and glia. Stem Cells. 2003;21(1):50-60. Erratum in: Stem Cells. 2003;21(2):247. PubMed PMID: 12529551.; Weiss ML, Mitchell KE, Hix JE, Medicetty S, El-Zarkouny SZ, Grieger D, Troyer DL. Transplantation of porcine umbilical cord matrix cells into the rat brain. Exp Neurol. 2003 Aug;182(2):288-99. PubMed PMID: 12895440.
Medicetty S, Bledsoe AR, Fahrenholtz CB, Troyer D, Weiss ML. Transplantation of pig stem cells into rat brain: proliferation during the first 8 weeks. Exp Neurol. 2004 Nov;190(1):32-41. PubMed PMID: 15473978.
[3] Hematopoetske ali krvotvorne matične celice (HSC) se v odraslih ljudeh nahajajo v kostnem mozgu, matične celice ploda pa se nahajajo tako v plodu kot v popkovnični krvi. S presaditvijo hematopoetskih matičnih celic iz kostnega mozga, periferne krvi in popkovnične krvi zdravimo razne oblike rakavih bolezni, določene dedne in imunske bolezni, lahko pa jih uporabimo tudi za zdravljenje avtoimunskih bolezni.
[4] Friedman R, Betancur M, Boissel L, Tuncer H, Cetrulo C, Klingemann H. Umbilical cord mesenchymal stem cells: adjuvants for human cell transplantation. Biol Blood Marrow Transplant. 2007 Dec;13(12):1477-86. PubMed PMID: 18022578.
[5]Wu KH, Sheu JN, Wu HP, Tsai C, Sieber M, Peng CT, Chao YH. Cotransplantation of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells promote hematopoietic engraftment in cord blood transplantation: a pilot study. Transplantation. 2013 Mar 15;95(5):773-7. doi: 10.1097/TP.0b013e31827a93dd. PubMed PMID: 23274973.
Wu KH, Tsai C, Wu HP, Sieber M, Peng CT, Chao YH. Human Application of Ex-Vivo Expanded Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stem Cells: Enhance Hematopoiesis after Cord Blood Transplantation. Cell Transplant. 2013 Feb 26. doi: 10.3727/096368913X663523. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 23452720.
[6] Tan J, Wu W, Xu X, et al. Induction Therapy With Autologous Mesenchymal Stem Cells in Living-Related Kidney Transplants: A Randomized Controlled Trial. JAMA. 2012;307(11):1169-1177. doi:10.1001/jama.2012.316.
[7] Murphy MB, et al. Mesenchymal stem cells: environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine. Exp Mol Med. 2013; 45:e54. PubMed PMID: 24232253.
Ni komentarjev:
Objavite komentar