Obeti na področju regenerativne medicine

Po teh dveh lastnostih se razlikujejo od običajnih celic, ki sestavljajo naše telo, saj se običajne ne morejo deliti neomejeno (imajo omejen rok trajanja), poleg tega pa se, ko se enkrat razvijejo v neko specializirano celico, ne morejo več spremeniti v drugačno. Ko se na primer celica v zarodku razvije v jetrno celico, se kasneje ne more več spremeniti v mišično ali živčno celico, matične celice pa se lahko razvijejo v različne tipe odraslih specializiranih celic. 

Ko govorimo o matičnih celicah, največkrat pomislimo na embrionalne matične celice, ker smo o matičnih celicah začeli več govoriti po letu 1998, ko je znanstvenikom z ameriške univerze v Wisconsinu prvič uspelo pridobiti in gojiti človeške matične celice v laboratoriju.  Dejansko pa matične celice v medicini uporabljamo že kar dolgo, saj gre pri presaditvah kostnega mozga pri različnih oblikah krvnih rakov dejansko za presajanje teh celic, bolj natančno imenovanih krvotvorne matične celice. S presaditvami kostnega mozga so začeli že pred več kot 50 leti in to danes opravljajo povsem rutinsko.

Embrionalne matične celice najdemo v zelo zelo majhnih zarodkih, ko telo še ni izoblikovano in je zarodek samo okrogla skupina celic, ki jo imenujemo blastocista. Iz teh celic se kasneje razvije celoten nov organizem (človek ali žival) in zato se te celice lahko razvijejo v katerokoli celico v telesu, saj dejansko pri normalnem razvoju vse celice izvirajo iz njih. Vendar pa je težava pri morebitni uporabi teh celic v medicini ta, da rastejo in se množijo tudi nenadzorovano – dejansko so precej podobne rakastim celicam. 

Rakaste celice

Če mišje embrionalne matične celice vsadimo v miško, se celice pogosto spremenijo v posebne rakaste celice, zato jih za zdaj pri ljudeh ne uporabljamo niti za zdravljenje niti v kliničnih raziskavah. Poleg nevarnosti za razvoj rakastih obolenj so pri pridobivanju embrionalnih matičnih celic pomembni tudi etični pomisleki, saj moramo za to, da pridobimo takšne celice, uničiti zarodek. Resda gre za zelo majhen, še nerazvit zarodek, a ker nekateri menijo, da se človeško življenje začne s spočetjem, nasprotujejo takšnemu pridobivanju embrionalnih matičnih celic. 

Na srečo pa so znanstveniki pred približno 15 leti ugotovili, da se matične celice ne nahajajo samo v zarodkih, temveč jih najdemo tudi v odraslih organizmih. Danes vemo, da lahko najdemo posebne matične celice v skoraj vseh tkivih in organih v človeškem in živalskem telesu, kjer so najverjetneje kot nekakšna rezerva, ki jo lahko telo izkoristi ob poškodbi ali bolezni nekega tkiva oziroma organa. 

To odkritje je bilo kar veliko presenečenje, saj je za številna tkiva do takrat veljalo, da se ne obnavljajo. Še posebej je ta hipoteza trdno veljala za živčno tkivo in predvsem možgane, a raziskave so pokazale, da so tudi v možganih posebne živčne matične celice, ki lahko pomagajo pri obnovitvi lažjih poškodb v možganih pa tudi pri nadomeščanju starih celic v možganih, ko te odmirajo. 

Slaba regeneracija

Vendar pa imamo sesalci odraslih matičnih celic v svojih tkivih dokaj malo, zato je tudi regeneracija naših tkiv in organov slaba. V mehiških visokogorskih jezerih živijo posebne živali, imenovane aksolotli, ki so biološko podobni našim človeškim ribicam. Ti pa imajo izjemno sposobnost regeneracije – praktično katerikoli poškodovani del telesa lahko nadomestijo z novim. Če izgubijo nogo, jim zraste nova, po potrebi se jim obnovijo notranji organi, vključno z možgani (ki pa pri njih resda niso posebej veliki). 

Poteka celotnega procesa regeneracije pri teh živalih še ne poznamo, vendar pa so nekatere raziskave pokazale, da imajo pomembno vlogo pri tem njihove matične celice, ki se nakopičijo na mestu poškodbe ter se nato razvijejo v obnovljeni del telesa. Sesalci smo to lastnost očitno izgubili, zakaj se je to zgodilo, pa za zdaj še ne vemo. 

V zadnjih letih pa raziskovalci razmišljajo, da bi lahko z odraslimi matičnimi celicami umetno spodbudili podobne procese, kot se dogajajo pri aksolotlih. Veliko odraslih matičnih celic je v kostnem mozgu in pa, morda malo presenetljivo, v maščobnem tkivu, in matične celice iz teh dveh tkiv se največ uporabljajo pri zdravljenju.  

Za zdaj smo sicer še daleč od tega, da bi lahko nadomestili poškodovani del telesa, številne raziskave pa so pokazale, da odrasle matične celice lahko pripomorejo k boljšemu celjenju poškodb ali zdravljenju pri nekaterih degenerativnih boleznih, kot so kronična vnetja sklepov, oslabelost srčne mišice in druge.

Odrasle matične celice

Tudi v Sloveniji smo na tem področju v stiku s svetovnim vrhom, saj odrasle matične celice že več let uspešno uporabljamo tako pri zdravljenju ljudi kot živali. Pri ljudeh z matičnimi celicami zdravijo  predvsem srčno popuščanje in kronična vnetja sklepov (predvsem kolen), pri zdravljenju živali pa smo bili slovenski znanstveniki med prvimi na svetu, ki smo tovrstne metode uvedli v klinično prakso in danes z našo metodo zdravijo pse in konje številni veterinarji v Sloveniji, Avstriji in Nemčiji. 

Kako delujejo odrasle matične celice, še ne vemo v celoti, vse več raziskav pa kaže, da se ne spremenijo v poškodovano tkivo in ga na ta način nadomestijo, kar smo menili v preteklosti. Novejše raziskave namreč kažejo, da odrasle matične celice izločajo različne snovi, ki urejajo vnetne procese, rastne dejavnike, ki spodbujajo rast in obnovo tkiv, ter druge snovi, ki pripomorejo k celjenju poškodb. Odrasle matične celice tako s svojimi izločki spodbudijo naravne procese celjenja, same pa ne postanejo del regeneriranega tkiva. 

Umetno vzgojene celice 

Poleg embrionalnih in odraslih matičnih celic poznamo še tretji tip matičnih celic, tako imenovane celice IPS (ang. Induced pluripotent stem cells), ki so umetno vzgojene. Celice IPS pridobimo tako, da v odrasle, specializirane telesne celice vnesemo štiri aktivne gene, ti geni pa s svojim delovanjem povzročijo, da celice pozabijo na svojo specializacijo in predhodni razvoj ter se vrnejo v zgodnje stanje razvoja in tako postanejo zelo podobne embrionalnim matičnim celicam. 

Za to odkritje so znanstveniki pred nekaj leti prejeli Nobelovo nagrado, vendar pa podobnost celic IPS in embrionalnih matičnih celic ni le v tem, da se lahko neomejeno delijo in razvijejo v vsa telesna tkiva, temveč žal tudi v tem, da se lahko razvijejo v rakaste celice. Zaradi tega tudi teh celic, podobno kot embrionalnih matičnih celic, ne uporabljamo v kliničnih raziskavah ali pri zdravljenju ljudi (ali živali), saj je tveganje za nastanek raka ob današnjem znanju preveliko. Vseeno so te celice izjemno koristne pri raziskavah, predvsem pri proučevanju, kako poteka razvoj od matične celice v neko specializirano telesno celico. 

Vzgoja specializiranega tkiva

Matične celice pomenijo velik obet na področju tako imenovane regenerativne medicine. Raziskovalci upajo, da jim bo uspelo v prihodnjih letih matične celice izkoristiti za zdravljenje številnih bolezni in poškodb. Obstaja ideja, da bi v laboratoriju vzgojili novo specializirano tkivo, ki bi ga presadili v telo bolnika, ali da bi izkoriščali lastnosti matičnih celic, da spodbujajo zdravljenje in celjenje poškodb. 

Zaradi velikih obetov, ki jih matične celice obljubljajo, je marsikdo nestrpen in se sprašuje, zakaj takšnih načinov zdravljenja še ne uporabljajo rutinsko, a vedeti moramo, da pri klasičnih zdravilih običajno traja več kot deset let od odkritja neke nove farmacevtske učinkovine do tega, da ta snov pride na trg kot zdravilo. 

Pri zdravljenju z uporabo matičnih celic pa gre za povsem nov koncept zdravljenja, zato je razumljivo, da bo razvoj takšnih metod zdravljenja trajal nekoliko dlje. Ne nazadnje je ovira pri hitrejšem uvajanju matičnih celic v zdravljenje ljudi (in živali) tudi zakonodaja, ki je prilagojena klasičnim zdravilom (kemičnim snovem s farmacevtskim učinkom), pri celičnem zdravljenju pa gre za povsem drugačne koncepte in metode. 

Skoraj zagotovo se bo v naslednjih letih uporaba matičnih celic v klinični medicini razmahnila, saj takšni pristopi obetajo velike možnosti za boljše zdravljenje različnih poškodb in kroničnih bolezni pa tudi za zdravljenje nekaterih do sedaj neozdravljivih bolezni, kot sta  parkinsonova ali alzheimerjeva bolezen.

Slovenski znanstveniki med prvimi

V Sloveniji smo bili na področju zdravljenja živali z matičnimi celicami med prvimi na svetu, ki smo takšno zdravljenje uvedli v klinično prakso. Raziskovalci na Veterinarski fakulteti v Ljubljani smo pred približno desetimi leti razvili novo metodo zdravljenja vnetij sklepov in nekaterih drugih poškodb in bolezni  sklepov pri psih in konjih. 

Da bi lahko takšno zdravljenje ponudili čim več živalskim bolnikom, smo ustanovili podjetje Animacel, ki danes v sodelovanju s 60 veterinarskimi klinikami že uspešno zdravi pse in konje v Sloveniji, Avstriji in Nemčiji, v manjšem obsegu pa še v Veliki Britaniji, na Hrvaškem in v Romuniji. 

Do sedaj smo z zelo dobrimi rezultati zdravili sklepne težave več kot 400 psov in več kot 100 konj. Velika večina psov (več kot 90 odstotkov) je lahko po 2 do 3 mesecih prenehala jemati protibolečinske tablete, ki so edina alternativa zdravljenju z matičnimi celicami. Poleg zdravljenja sklepnih obolenj danes rutinsko zdravimo tudi vnetja ustne votline pri mačkah, na Veterinarski fakulteti pa razvijamo tuid nove metode uporabe matičnih celic pri zdravljenju živali. 

Članek je bil objavljen v reviji Gea (april 2018)

Več o reviji Gea >