Medikų svajonės pildosi: nauja širdis iš kamieninių ląstelių

Kuo širdžiai gali pagelbėti kamieninės ląstelės

Kodėl kamieninės ląstelės taip sudomino kardiologus? Žmogaus širdis, nors ir atlieka ypatingai svarbią funkciją ir yra gana sudėtingas organas, tačiau ląstelių lygmenyje, bent jau iš pirmo žvilgsnio, turi ganėtinai paprastą struktūrą.

Kelno universiteto Neurofiziologijos instituto profesorius Jürgen Hescheler, vienas iš garsiausių Vokietijos mokslininkų, dirbančių su kamieninėmis ląstelėmis pasakoja: „Mes žinome, jog širdį iš esmės sudaro vieno tipo ląstelės. Tai raumenų audinio ląstelės. Egzistuoja daugybė ligų, kurių metu šios ląstelės žūva ir taip suardomas raumeninis audinys. Tipinis pavyzdys – miokardo infarktas kurio metu dalis širdies raumens nekrozuoja ir širdis nebegali pakankamai apsirūpinti krauju ir visavertiškai funkcionuoti“.

Daugybė medikų bando surasti būdus, kaip su kamieninėmis ląstelėmis atstatyti žuvusių ląstelių populiaciją ir tuo pačiu paskatinti širdies raumens regeneraciją. Įvertinus visas dabartinės medicinos žinias apie kamienines ląsteles, toks procesas bent jau teoriškai yra visiškai įmanomas. Lieka klausimai, kaip tai padaryti išvengiant šalutinių efektų ir kokias kamienines ląsteles geriausia būtų naudoti širdies raumens regeneracijai.

Ląstelė ląstelei nelygu

Didžiausia sėkmės tikimybė – panaudoti embrionines kamienines ląsteles, mat jos gali virsti į bet kokio tipo ląsteles ir netgi suformuoti visiškai funkcionalų atskirą organą ar jų grupę. Deja, su embrioninėmis ląstelėmis iškyla daug etinių ir teisinių problemų – jų neįmanoma gauti nepražudžius embriono, dėl to kai kuriose valstybėse, taip pat ir Vokietijoje, jų naudojamas yra draudžiamas įstatymais.

Antroje vietoje pagal efektyvumą – virkštelės kraujo kamieninės ląstelės. Su jų gavimu jau nėra jokių etinių ir teisinių problemų, tačiau jos prieinamos tik gimdymo metu ir toli gražu ne visi tėvai nusprendžia išsaugoti tokias kamienines ląsteles. Be to, pirmieji virkštelės kraujo kamieninių ląstelių bankai gyvuoja daugiau nei dešimtmetį ir šiuo metu tiesiog nėra suaugusių pacientų, turinčių tokių kamieninių ląstelių atsargų. O vaikai įprastinėmis širdies ligomis praktiškai neserga. Taigi, virkštelės kraujo kamieninės ląstelės širdies ligų gydymui bus realiai pritaikomos po kelių dešimtmečių, kai dabartiniai vaikai užaugs ir susidurs su suaugusius žmones kamuojančiomis ligomis.

Taip pat etinių ir teisinių problemų neturi suaugusių kamieninių ląstelių panaudojimas – jos gaunamos iš suaugusio žmogaus audinių ir organų. Deja, jų efektyvumas yra nepalyginamai mažesnis lyginant tiek su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis, tiek ir su virkštelės kraujo kamieninėmis ląstelėmis. Visgi kol kas tai dažniausiai kardiologams prieinamos ląstelės, tad su jomis ir atliekama daugiausiai tyrimų. Jos nekartą bandytos ir tyrinėjant kitų ligų gydymo būdus, visgi rezultatai nėra vienareikšmiški – kai kas pavyksta sėkmingai, kai kas nelabai.

Bent jau dėl vieno dalyko medikai neabejoja – po daugybės tyrimų tapo aišku, kad suaugusios kamieninės ląstelės gali pagelbėti tobulinant širdies ligų gydymą, tačiau visiškai atstatyti širdies raumens pažeidimus po infarkto yra nepajėgios.

Profesorius Jürgen Hescheler pasakoja, kad „iškart po suaugusių kamieninių ląstelių injekcijos jos dar kurį laiką aptinkamos audinyje ir sugeba jį pozityviai veikti. Tačiau naujausi tyrimai parodė, kad jau po 3-4 dienų jų nelieka nė pėdsako. Tokioms kamieninėms ląstelėms būdingas didesnis judrumas, tad tikriausiai per kelias dienos jos visos patenka į kraują ir pasklinda po organizmą“.

Tai gali būti susiję su tuo, jog suaugusios kamieninės ląstelės nebeturi universalumo – jos gali virsti tik į tam tikro tipo griežtai apibrėžtas ląsteles ir to tikriausiai nepakanka, kad išsilaikytų širdyje ir atkurtų jos audinius.

Ant prekystalio – širdies ligas gydantys preparatas su kamieninėmis ląstelėmis

Tačiau net ir tokie rezultatai – geriau negu nieko. Štai Pietų Korėjos farmacijos bendrovė „FCB-Pharmicell“ pirmoji pasaulyje 2012 metais gavo leidimą gaminti ir pardavinėti preparatą „Hearticellgram-AMI“, pagamintą kamieninių ląstelių pagrindu ir skirtą žmonėms, kuriems dėl kažkurios priežasties buvo pažeistas širdies raumuo.

Tai nebus visai įprastas preparatas, kuriam įsigyti pakanka nueiti į vaistinę. Jis gaminamas iš žmogaus kamieninių ląstelių, tad organizmo imuninė sistema neturi jų atmesti kaip svetimkūnių. Dėl to netinka donorinės kamieninės ląstelės. Norint gydytis „Hearticellgram-AMI“ preparatu, teks pirmiausia iškęsti nelabai malonią procedūrą – leisti medikams paimti biopsinį audinio gabalėlį iš kurio bus išskirtos paciento suaugusios kamieninės ląstelės.

Kaip teigia bendrovės „FCB-Pharmicell“ atstovai, dalį pacientų atbaido tiek ši nemaloni procedūra, tiek bendra gydymo kaina. Po kelių dešimtmečių tikimasi, jog situacija pagerės, mat daugės pacientų, dar nuo vaikystės turinčių virkštelės kraujo kamieninių ląstelių atsargas. Tokiais atvejais nebereikės daryti biopsijos ir iš audinio išskirti suaugusių kamieninių ląstelių – gydymo procesas taps nebe toks nemalonus ir spartesnis. Visgi dabar šis būdas suaugusiems pacientams nepasiekiamas – virkštelės kraujo kamieninių ląstelių atsargas turi tik dabartiniai vaikai, kurių tėvai ryžosi tokiai investicijai, o donoriniai atvejai šiuo atveju nėra efektyvūs.

Vėliau, gautas kamienines ląsteles tenka laboratorinėmis sąlygomis padauginti ir tik tada gaminamas preparatas „Hearticellgram-AMI“. Po pagaminimo jis suleidžiamas į kraują ir taip patenka į pažeistus širdies audinius.

Iki oficialių leidimų gavimo, šešerius metus buvo vykdomi preparato „Hearticellgram-AMI“ klinikiniai tyrimai. Jų metu nustatyta, kad jau po pirmos preparato injekcijos pažeistos širdies audiniai atsistatydavo vidutiniškai 6 %. Koks didžiausias galimas širdies funkcijos atstatymas naudojant kelias injekcijas nepranešama, tačiau aišku viena – toks gydymas nors ir geriau negu nieko, bet dar neidealus sprendimas. Idealiu atveju pažeistas širdies audinys turėtų atsistatyti 100 % – kitaip tariant, turėtų įvykti visiška jo regeneracija.

Vejantis svajonę – širdies regeneracija 100 %

Tad dabar mokslininkai viliasi, jog geresnius rezultatus pavyks pasiekti naudojant kitokio tipo kamienines ląsteles – kol klinikiniams tyrimams yra nepasiekiami pacientai su virkštelės kraujo kamieninėmis ląstelėmis, koncentruojamasi į tas pačias suaugusias kamienines ląsteles, tačiau įvykdžius joms taip vadinamą „perprogramavimą“ – tam tikromis priemonėmis atsukant jų išsivystymo lygį atgal. Gaunasi tarsi atjaunintos kamieninės ląstelės, „prisimenančios“ kaip galima diferencijuoti į bet kokias kitas ląsteles. Žinoma, iki embrioninių ląstelių funkcionalumo joms dar toli, bet priartėjama prie virkštelės kraujo kamieninių ląstelių diferenciacijos galimybių.

Perprogramuotos suaugusios kamieninės ląstelės taps medicinos alternatyva ir ateityje, mat toli gražu ne visi šiandieniniai naujagimiai turi išsisaugoję virkštelės kraujo kamieninių ląstelių, o ateityje juos gydyti irgi reikės. O ir tie, kurie turės, virkštelės kraujyje esančių kamieninių ląstelių gali nepakakti visoms žmogų puolančioms ligoms gydyti, tad tenka ieškoti platesnių galimybių.

Profesorius Jürgen Hescheler pasakoja, jog „tyrimų metu jau nustatyta, kad tokios diferencijuojančios ląstelės audinyje išlieka ilgai – ištisus mėnesius ir net metus, o tai jau intensyviai skatina širdies raumens atsistatymą. Tyrinėta ir tai, kaip šios ląstelės elgiasi su aplinkinėmis ląstelėmis bei kaip reaguoja į elektrinius impulsus. Mat labai svarbu, kad visi širdies audiniai susitraukinėtų sinchroniškai – vienu metu pagal komandą iš smegenų. Visi šie aspektai yra jau ištirti, o gauti rezultatai daug žadantys.

Tačiau ir šis metodas neišsprendžia visų problemų – pasak Harvardo universiteto profesoriaus Kenneth Chien, žymaus JAV kamieninių ląstelių specialisto, širdies raumuo nėra toks vientisas kaip iki šiol buvo galvojama: „kairėje širdies pusėje nuo gimimo esančios kamieninės ląstelės skiriasi nuo tų, kurios yra dešinėje pusėje. Todėl kairėje pusėje esančios savaiminės kamieninės ląstelės diferencijuoja tik į širdies raumenį, perpumpuojantį kraują organizme, o dešinėje pusėje esančios kamieninės ląstelės virsta jau į kitus audinius, atliekančius kitokias širdies funkcijas“.

Kitaip tariant, norint atstatyti pažeistą širdies raumenį, dalinai diferencijuotas kamienines ląsteles reikia nukreipti ne į atsitiktinę širdies dalį, o į labai konkrečią jos sritį. O tai be galo sudėtingas uždavinys.

Ar tai iš viso įmanoma? Daryti tiesiogines injekcijas į reikiamą širdies pusę niekas negalvoja, tad svarstomas alternatyvus variantas – į širdį pristatyti visą komplektą diferencijuojančių kamieninių ląstelių, o jau vėliau sintetinėmis DNR molekulėmis konkrečiose širdies vietose įjungti dalinę kamieninių ląstelių diferenciaciją pagal tai, kokio tipo ląstelių ten reikia.

Šiuo metu vykdomas panašus eksperimentas su kiaulėmis – kardiologiniu požiūriu tai labiausiai į žmogų panašus gyvūnas, su kuriuo atliekami įvairūs medicininiai tyrimai.

Taigi, kamieninių ląstelių tyrimai kardiologijoje eina „keturmyliais žingsniais“ – kol pirmaujantys medikai koncentruojasi į širdies funkcijų atstatymą 100 %, komercinės farmacijos kampanijos jau pradeda gaminti preparatus, garantuojančius bent jau dalinį širdies pasveikimą. Kokios kardiologijos galimybės laukia mūsų vaikų ir anūkų dar po 20 ar 40 metų – iš vis sunku prognozuoti, tačiau neabejotinai ateinantys dešimtmečiai medicinos sferoje priklausys kamieninėms ląstelėms.