Komórki macierzyste w leczeniu serca

Prof. Natalia Rozwadowska

Kierownik Zakładu Patologii Molekularnej w Instytucie Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu

Dr Tomasz Kolanowski

Zakład Patologii Molekularnej w Instytucie Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu

Komórki macierzyste, od wielu lat rozbudzają wyobraźnię, ale dotychczas wciąż nie doczekaliśmy się ich szerokiego zastosowania. Nie inaczej było w kardiologii, gdzie podania komórek macierzystych w celu regeneracji serca nie przyniosły do tej pory spodziewanych rezultatów. Jednak wraz z rozwojem inżynierii tkankowej, może się to zmienić. Na korzyść pacjentów.

Niewykorzystany potencjał

Aktualnie rutynowe zastosowanie komórek macierzystych w terapiach ma miejsce w dwóch przypadkach. Pierwszy to transplantacja szpiku, gdzie komórki macierzyste szpiku kostnego są w stanie odtworzyć układ krwiotwórczy danego pacjenta. Drugim jest wykorzystanie, komórek naskórka – keratynocytów, które hoduje się in vitro i wykorzystuje w przypadku poważnych uszkodzeń skóry. Pozostałe zastosowania komórek macierzystych w medycynie są wciąż w sferze eksperymentalnych badań podstawowych i klinicznych. Nie inaczej jest w kardiologii.

– Choroby serca i naczyń są najczęstszą przyczyną zgonów w Polsce. Z tego względu, mimo dużej skali trudności, to właśnie w tym obszarze powinniśmy wykorzystać potencjał komórek macierzystych. Pierwsze próby wykorzystania komórek polegały na bezpośrednim ich podawaniu do uszkodzonego serca pacjentów. Wykorzystano komórki macierzyste mięśni szkieletowych lub komórki mezenchymalne mając nadzieję, że wspomogą one uszkodzony organ i złagodzą niekorzystną przebudowę tkanki. Choć badania wykazały, że jest to stosunkowo bezpieczna terapia, nie przyniosła ona przełomowych wyników, ponieważ podawane komórki nie potrafiły sprostać wymaganiom i w niewielkim stopniu poprawiły funkcję skurczowej serca – wyjaśnia Prof. Natalia.

Cofnąć komórkę w czasie

Z pomocą naukowcom przyszły komórki o indukowanej pluripotencji (iPSCs), które pozyskiwane są w laboratorium przy pomocy metod inżynierii genetycznej.

– Dziś już potrafimy w laboratorium zmienić dojrzałe, zróżnicowane komórki np. skóry i nadać im powtórnie, praktycznie nieograniczone możliwości odbudowy organizmu. To właśnie z komórek iPSC przy pomocy odpowiednich czynników, zarówno chemicznych jak i mechanicznych uzyskujemy kardiomiocyty, czyli komórki budujące mięsień sercowy, które możemy wykorzystać do regeneracji serca. W tym kierunku rozwijają się badania i nasze plany – przyznaje prof. Rozwadowska.

Nowe nadzieje

Dr Tomasz Kolanowski wymienia dziś trzy najbardziej obiecujące metody regeneracji serca.

– Pierwsza to bezpośrednia zamiana (transróżnicowanie) komórek blizny pozawałowej na kardiomiocyty. Metoda, choć obiecująca, wciąż niestety odległa od wprowadzenia do praktyki klinicznej. Druga metoda, która może zastąpić problem przeszczepu serca, to stworzenie narządu od nowa w laboratorium dzięki wykorzystaniu kardiomiocytów i innych komórek serca stworzonych z komórek pluripotencjalnych oraz ich nasadzeniu na zewnątrzkomórkową matrycę (np. za pomocą biodruku). Wreszcie trzecią metodą, którą udało się również nam, jako pierwszemu ośrodkowi w Polsce zastosować w badaniach naukowych, jest transplantacja fragmentów mięśnia sercowego stworzonych metodami inżynierii genetycznej oraz tkankowej i poddanych treningowi w laboratorium, aby pomóc pacjentom z najbardziej uszkodzonymi sercami i wzmocnić je bezpośrednio tkankami mięśniowymi. To obiecująca metoda, nad którą prowadzone są badania kliniczne I/II fazy i która może stać się jednym z pierwszych od lat ważnych kroków w medycynie regeneracyjnej serca – tłumaczy dr Kolanowski.