Badania nad komórkami macierzystymi prowadzą setki, jeśli nie tysiące jednostek naukowych i działów B+R firm na całym świecie. Zainteresowanie jest olbrzymie, a oczekiwania jeszcze większe. Optymiści są pełni nadziei, ale tuż obok nich pojawiają się głosy pesymistów, aby w tym zachwycie nie dokonać zbyt pochopnych negatywnych dla ludzkości decyzji.

Komórki macierzyste mają bardzo wiele zalet. Wynikają one z ich naturalnych właściwości, które znacznie wyróżniają je na tle innych komórek występujących w ciele człowieka. Pierwszy raz w historii nauki pojęcia „komórki macierzyste” użył ponad 100 lat temu (1908 r.)  rosyjski histolog Alexander Maksimov. Natomiast dopiero w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku Joseph Altman przedstawił naukowe dowody na ich istnienie w procesie neurogenezy. Od tamtej pory liczba sukcesów rosła wykładniczo, a w szczególności ostatnie lata są przepełnione sukcesami dotyczącymi komórek macierzystych.

Co w nich takiego nadzwyczajnego?

Są to najbardziej pierwotne komórki, prawdopodobnie występujące u wszystkich organizmów żywych o zróżnicowanej strukturze komórkowej. Mają dwie zasadnicze, wyróżniające je spośród  innych komórek cechy: zdolność do nieograniczonej liczby podziałów oraz możliwość różnicowania się do innych typów komórek

Komórki macierzyste są wszechobecne w każdym organizmie. Można je izolować z krwi lub tkanek. Badania dowodzą, że wraz z wiekiem ich liczba maleje, dlatego najlepszym ich źródłem są młode organizmy. Hodowla komórek macierzystych in vitro jest procesem uważanym za mało wydajny na skutek ich  utraty. Natomiast namnażanie populacji niektórych komórek macierzystych uważa się obecnie za niemożliwe w warunkach in vitro.

Oczywiście komórka macierzysta komórce macierzystej nie jest równa, dlatego naukowcy wyliczają wiele ich grup. Najpopularniejszy podział uwzględnia zdolność do różnicowania się komórek macierzystych:

• totipotencjalne – mogą ulec zróżnicowaniu do każdego typu komórek, w tym również komórek tworzących łożysko
• pluripotencjalne  – we wszystkie typy komórek dorosłego organizmu z wyjątkiem komórek łożyska
• multipotencjalne – w kilka różnych typów o podobnych właściwościach i pochodzeniu embrionalnym
• unipotencjalne  – tzw. komórki prekursorowe, różnicowanie tylko w jeden typ komórek

Ze względu na pochodzenie dzieli się je na embrionalne komórki macierzyste (ESC) – wyizolowane z komórek embrionalnych (totipotecjalne) i węzła zarodkowego blastocysty (pluripotencjalne), a także somatyczne komórki macierzyste izolowane z tkanek dorosłych organizmów. Mogą to być zarówno komórki multipotencjalne, jak i unipotencjalne.

Oprócz powyższego podziału, który porządkuje informacje na temat komórek macierzystych na świecie i w Polsce naukowcy donoszą o wielu „nowych” ich typach posiadających cechy komórek z różnych grup. Np. zespół prof. Mariusza Ratajczaka z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie poinformował o komórkach VSEL (ang. Very Small Embryonic-Like stem cell), które mają właściwości komórek pluripotencjalnych, przy jednoczesnym pozbawieniu właściwości onkogennych. Badania te spowodowały wiele kontrowersji ze względu na problem z powtórzeniem tych wyników przez niektóre ośrodki badawcze na świecie.

Kontrowersje

W 2014 r. świat obiegła publikacja w czasopiśmie „Nature” zespołu Haruko Obokata o komórkach macierzystych STAP (ang. Stimulus-triggered acquisition of pluripotency), która opisywała komórki macierzyste powstałe z komórek somatycznych przy udziale banalnie prostej metody. Kilka tygodni później „Nature” opublikował kolejny tekst, który zawierał szczegółowe wskazówki jak komórki STAP zostały otrzymane. Ze względu na niemożność powtórzenia badań oraz brak dowodów na ich istnienie publikacja została wycofana.

{page_break}

Sukcesy Polaków

Konsorcjum pięciu ośrodków naukowych w Polsce w ramach projektu „Innowacyjne metody wykorzystania komórek macierzystych w medycynie” prowadzi badania m.in. nad frakcją komórek macierzystych VSEL ze znaczącym uwzględnieniem potencjału aplikacyjnego poprzez zaproponowanie gotowych medycznych rozwiązań wykorzystania komórek macierzystych. Projekt ma być realizowany do końca 2015 r. Jednak już teraz wiadomo, że uzyskane rezultaty nad innowacyjną terapią leczenia oparzeń skórnych są bardzo obiecujące. Naukowcy nie chcą wyciągać pochopnych wniosków, jednak można mieć nadzieję, że rezultaty prowadzonych badań mogą pomóc wielu pacjentom na całym świecie.  

- Badania nad komórkami macierzystymi w Polsce rozwijają się coraz prężniej – przekonuje Ewa Rojczyk-Gołębiewska, doktorantka na Śląskim Uniwersytecie Medycznym w Katowicach. - Polscy naukowcy zajmują się zastosowaniem tych komórek w wielu dziedzinach medycyny, począwszy od dermatologii, ortopedii, hematologii, a skończywszy na neurologii i kardiologii. Coraz więcej laboratoriów posiada zaawansowaną aparaturę badawczą umożliwiającą coraz to dokładniejszą charakterystykę komórek. Zaowocowało to odkryciami na skalę światową w tej dziedzinie. Przede wszystkim kładzie się nacisk na badania zastosowań komórek macierzystych w medycynie regeneracyjnej. W laboratorium, w którym pracuję nad rozprawą doktorską, badamy potencjał regeneracyjny podwzgórza. Jednak w pracy naukowej ważna jest powtarzalność wyników, więc zanim komórki macierzyste wejdą do codziennej praktyki klinicznej, muszą zostać przetestowane w kilku niezależnych ośrodkach badawczych.

Obecnie komórki macierzyste wykorzystywane są głównie w hematologii i onkologii do leczenia chorób układu krwiotwórczego w przypadku wystąpienia ostrej białaczki, przewlekłej białaczki szpikowej, chłoniaka złośliwego, zwojaka zarodkowego, mięsaka Ewinga, mięsaka prążkowano-komórkowego, guza ośrodkowego układu nerwowego i innych guzów wieku dziecięcego itp. Liczba chorób w leczeniu których wykorzystuje się „standardowo” terapię z użyciem komórek macierzystych przekracza 70 pozycji. Równolegle z doskonaleniem wykorzystania komórek macierzystych w leczeniu powyższych chorób prowadzone są badania nad opracowaniem terapii w zakresie leczenia cukrzycy typu I, czy też chorób neurodegeneracyjnych jak np. choroba Alzheimera, Parkinsona oraz w leczeniu stwardnienia zanikowego bocznego (SLA).

{page_break}

W tym zakresie swój udział mają neurolodzy i neurochirurdzy z Polski. Zespół prof. Wojciecha Maksymowicza z Uniwersytetu w Olsztynie przy współpracy z prof. Adamem Czaplińskim z ośrodka w Zurichu podczas sympozjum neurologicznego w Olsztynie 24 października 2014 r. zaprezentowali wyniki badań nad leczeniem SLA z wykorzystaniem komórek macierzystych. Leczeniu eksperymentalną terapią na bazie komórek macierzystych poddano ponad 30 pacjentów. Przedstawione wyniki dotyczyły 11 chorych, z czego u 7 zaobserwowano znaczne spowolnienie postępowania choroby. W przypadku pozostałych wyniki nie mogły być przedstawione ponieważ od podania preparatu musi upłynąć przynajmniej pół roku. Ten sukces polskich naukowców to krok w kierunku szerszego wykorzystania komórek macierzystych do celów terapeutycznych. Badaczy nurtuje dlaczego w przypadku 4 pacjentów nie odnotowano poprawy zdrowia. Odpowiedź na to pytanie ma duże znaczenie. Zanim  terapia będzie wykorzystywana w stosunku do szerszego grona chorych, wskazane jest poznanie mechanizmu jaki warunkuje jej skuteczność.

Za sprawą komórek macierzystych może zostać spełnione kilka wyzwań i oczekiwań postawionych przed naukowcami i lekarzami z całego świata. Jednak wykorzystanie i praktyczne zastosowanie tych komórek wymaga zachowania rozsądku i poszanowania przyjętych norm etycznych przy realizacji dalszych działań. Na całym świecie, w tym również w Polsce badacze i lekarze odnoszą wiele sukcesów w tym zakresie, jak chociażby wyleczenie osób chorych na dotychczas uważane za nieuleczalne schorzenia jak choroby neurodegeneracyjne czy układu krwiotwórczego. Badania nad nimi są niezwykle obiecujące, jednak należy pamiętać o rozwadze, odpowiedzialności i względach etycznych. Terapie z wykorzystaniem komórek macierzystych wywołały wiele negatywnych medialnych kampanii. Wynikało to głównie z balansowania na granicy norm etycznych oraz pochopnej publikacji nie do końca zweryfikowanych wyników badań. Polacy mają wiele sukcesów na tym polu badawczym i miejmy nadzieję, że postęp jest coraz bliższy rozwiązania problemów zdrowotnych ludzi.

Nie tylko lek 

Wykorzystanie komórek macierzystych wykracza poza leczenie chorób. Kilka firm na świecie oferuje kosmetyki zawierające komórki macierzyste. Reklamują je jako preparaty o wysokich właściwościach rewitalizujących i regenerujących komórki skóry. Tym samym redukują stany zapalne, defekty skórne,  poprawiają uwodnienie oraz sprawiają, że skóra staje się zdrowsza i sprawia wrażenie młodszej. Pozostaje pytanie jak jest z rzeczywistą skutecznością tego typu preparatów. Powszechne wykorzystanie komórek macierzystych i ich potencjał regeneracyjny z pewnością przyczyni się również do rozwoju medycyny regeneracyjnej.

Jak widać, możliwości wykorzystania komórek macierzystych są olbrzymie i zapewne teraz nie jesteśmy w stanie wyobrazić sobie do czego jeszcze mogą posłużyć. Nie można jednak oprzeć się stwierdzeniu, że będą one stanowić jeden z kluczowych elementów obecnych w wielu aspektach nowoczesnej biotechnologii i medycyny.