– Coraz lepiej rozumiemy mechanizmy starzenia i potrafimy na nie wpływać. Badania sugerują, iż ingerencja w funkcjonowanie komórek macierzystych może wpływać na tempo starzenia – powiedziała prof. n. med., biolog molekularny, biochemik Magdalena Kucia.
Starzenie organizmu w dużej mierze wynika z wyczerpywania się rezerwuaru zdrowych komórek macierzystych. Z wiekiem ich liczba spada, a zdolność do regeneracji tkanek znacząco się obniża. Pojawiają się też tzw. komórki starzejące się, które nie dzielą się już, ale wydzielają substancje zaburzające pracę otoczenia. Biolog molekularny prof. n. med. Magdalena Kucia w wywiadzie zwróciła uwagę na badania, które wykazały, iż przeszczep młodych komórek poprawiał funkcjonowanie starych tkanek. W jej ocenie być może za kilkadziesiąt lat uda się realnie spowolnić proces starzenia.
Czym jest medycyna regeneracyjna?
Medycyna regeneracyjna zajmuje się wykorzystaniem potencjału komórek macierzystych w procesach naprawy i odtwarzania uszkodzonych tkanek oraz narządów.
Nasze ciało nieustannie się odnawia – skóra regeneruje się co dwa tygodnie, czerwone krwinki żyją około 150 dni, a nabłonek jelitowy wymienia się co 2–3 dni. Problem pojawia się w sytuacjach, gdy dochodzi do poważnych uszkodzeń, jak zawał serca, udar mózgu czy uraz rdzenia kręgowego – wtedy naturalny potencjał naprawczy organizmu jest niewystarczający.
Warto odróżnić medycynę regeneracyjną od rekonstrukcyjnej, obejmującej m.in. chirurgię, transplantologię czy medycynę estetyczną. Rekonstrukcja przywraca funkcję, ale nie odtwarza tkanki. Regeneracja oznacza faktyczne jej naprawienie.
Najlepiej poznanym przykładem skuteczności tej dziedziny są krwiotwórcze komórki macierzyste, wykorzystywane w przeszczepach szpiku i krwi pępowinowej. Dzięki nim udało się wprowadzić terapie ratujące życie pacjentów z białaczką czy chłoniakami. w tej chwili intensywnie bada się możliwość zastosowania podobnych strategii w przypadku innych tkanek – serca, układu nerwowego, skóry czy mięśni.
Czy każdy narząd można zregenerować?
Nie wszystkie tkanki mają jednak taki sam potencjał odnowy. Podczas gdy układ krwiotwórczy i skóra regenerują się relatywnie dobrze, mięśnie szkieletowe czy serce – znacznie gorzej. Pierwsze próby leczenia zawału serca komórkami macierzystymi przynosiły ograniczone efekty, co uświadomiło naukowcom, jak wiele zależy od jakości komórek, ich liczby i miejsca podania.
Coraz większą uwagę przyciąga także tzw. sekretom – mieszanina bioaktywnych substancji wydzielanych przez komórki macierzyste, które uruchamiają procesy naprawcze. Czasami to właśnie one, a nie same komórki, mogą przynieść efekt terapeutyczny.
Czy komórki macierzyste mogą mieć działanie lecznicze w przypadku każdej choroby?
W bardzo wielu. Niezależnie od tego, czy mówimy o chorobach serca, płuc, wątroby, retinopatiach czy schorzeniach neurologicznych – na świecie prowadzi się tysiące badań klinicznych z ich udziałem. Według raportów publikowanych m.in. w czasopismach „Nature” i „Cell Stem Cell” liczba takich badań przekracza w tej chwili kilka tysięcy.
Dla pacjentów choćby częściowa poprawa ma ogromne znaczenie. Jeśli ktoś z niewydolnością serca, przykuty do łóżka, dzięki terapii odzyskuje możliwość pójścia na spacer, to choć efekt wydaje się niewielki w kategoriach statystycznych, jest przełomowy dla jakości życia.
Na początku panował jednak chaos – stosowano różne źródła komórek, odmienne ich ilości oraz brakowało standaryzacji. Dziś badania są coraz lepiej zorganizowane, prowadzone we współpracy z agencjami regulacyjnymi. Coraz większe znaczenie zyskują też terapie oparte na sekretomie lub tzw. mikrofragmentach błonowych, które mogą w przyszłości stać się podstawą nowych, bezpieczniejszych metod leczenia.
Jednak komórki macierzyste mają także związek z powstawaniem nowotworów.
Już Rudolf Virchow w XIX wieku zwracał uwagę, że nowotwory mogą wywodzić się z komórek o dużym potencjale podziałowym – dziś określamy je komórkami macierzystymi. jeżeli ulegną mutacjom, mogą wymknąć się spod kontroli i stać się źródłem guza. To jednak dotyczy naturalnej biologii nowotworów, a nie bezpiecznie prowadzonych terapii regeneracyjnych, które są ściśle kontrolowane.
Wyleczenie nowotworów jest trudne, ponieważ choćby po usunięciu zasadniczej masy guza mogą pozostawać pojedyncze komórki o cechach macierzystych, zdolne do samoodnowy i ponownego inicjowania wzrostu. To właśnie one uważa się za główną przyczynę nawrotów choroby. Współczesna onkologia koncentruje się na opracowaniu metod umożliwiających ich identyfikację i skuteczną eliminację.
Jaką rolę komórki macierzyste odgrywają w procesie starzenia?
Starzenie organizmu w dużej mierze wynika z wyczerpywania się rezerwuaru zdrowych komórek macierzystych. Z wiekiem ich liczba spada, a zdolność do regeneracji tkanek znacząco się obniża. Pojawiają się też tzw. komórki starzejące się, które nie dzielą się już, ale wydzielają substancje zaburzające pracę otoczenia. To jeden z tzw. znaków rozpoznawczych starzenia (hallmarks of aging), czyli procesów uznawanych przez biologów za kluczowe mechanizmy odpowiadające za starzenie organizmu.
Młodość wiąże się więc z obfitością sprawnych komórek macierzystych, a starość – z ich brakiem i dominacją komórek dysfunkcyjnych. To tłumaczy, dlaczego procesy naprawcze u osób starszych są wolniejsze i mniej skuteczne.
Czy możliwe jest wydłużenie życia dzięki terapiom regeneracyjnym?
To jedno z najciekawszych pytań współczesnej nauki. Nie chodzi tylko o „dodanie lat do życia”, ale przede wszystkim o „dodanie życia do lat” – czyli zachowanie sprawności i zdrowia w starszym wieku.
Badania sugerują, iż ingerencja w funkcjonowanie komórek macierzystych może wpływać na tempo starzenia. Przykładem są eksperymenty, w których przeszczep młodych komórek poprawiał funkcjonowanie starych tkanek. Równie obiecujące są terapie usuwające komórki senescentne lub neutralizujące ich działanie.
Oczywiście to wciąż przyszłość, ale coraz lepiej rozumiemy mechanizmy starzenia i potrafimy na nie wpływać. Być może za kilkadziesiąt lat uda się nie tylko leczyć choroby wieku podeszłego, ale także realnie spowolnić proces starzenia.
Jakie są perspektywy rozwoju medycyny regeneracyjnej?
Medycyna regeneracyjna rozwija się niezwykle dynamicznie. Coraz większą rolę odgrywa nie tylko przeszczepianie komórek, ale także wykorzystanie ich sekretomu – gotowych preparatów bioaktywnych. Drugim kierunkiem są terapie genowe i edycja genów, np. CRISPR, które dają szansę na leczenie chorób dziedzicznych. Trzecim – bioinżynieria i druk 3D narządów, które w przyszłości mogą dostarczyć tkanek do przeszczepów.
Czy w badaniach nad komórkami macierzystymi pojawiają się kwestie etyczne?
Tak, szczególnie przy wykorzystaniu komórek embrionalnych. Dlatego dziś rozwija się alternatywy – jak komórki indukowane (iPS), które można uzyskać z dorosłych tkanek pacjenta. To właśnie nieembrionalne źródła komórek macierzystych stanowią w tej chwili podstawę badań i zastosowań klinicznych w medycynie regeneracyjnej.
Ważne jest też bezpieczeństwo pacjentów. Zdarzały się kliniki oferujące niesprawdzone terapie za ogromne pieniądze. Dlatego kluczową rolę odgrywają ośrodki akademickie i agencje regulacyjne, które wyznaczają standardy badań.
Kiedy pacjenci mogą realnie spodziewać się nowych terapii?
Część terapii regeneracyjnych, jak przeszczepy szpiku czy krwi pępowinowej, stosuje się już od wielu lat i ratują one życie pacjentów z chorobami układu krwiotwórczego. Najbliżej praktycznego wdrożenia są terapie w chorobach serca, retinopatiach oraz leczeniu oparzeń – badania kliniczne w tych obszarach są najbardziej zaawansowane.
Trzeba jednak pamiętać, iż w nauce nie ma drogi na skróty. Opracowanie terapii wymaga lat badań i potwierdzenia bezpieczeństwa. Dlatego musimy uzbroić się w cierpliwość, ale mamy powody do optymizmu – to, co niedawno było science fiction, staje się rzeczywistością.
Przeczytaj także: „Terapia komórkami macierzystymi w chorobie Parkinsona” i „Naukowcy z UJ opracowali nową terapię na osteoartrozę”.
