TEMA BROJA

Pripremio: G.T.

TERAPIJSKA PRIMENA MATIČNIH ĆELIJA

Prof. dr Bela Balint

Na pragu regenerativne medicine

Ako, ili kada čovek ovlada svim tajnama matičnih ćelija i bude u stanju da koristi njihov puni terapijski potencijal, biće to još jedna prekretnica u medicini 21. veka. Koliko je molekularna bionauka blizu tome morali bismo da nagađamo, ali je sigurno da smo - posle više od pola veka proučavanja i primene adultnih matičnih ćelija u lečenju (transplantacijama) - na samom pragu jednog novog terapijskog pristupa, na početku regenerativne medicine. O tome suvereno svedoči profesor dr Bela Balint, načelnik Odeljenja za hemoterapiju i aferezno lečenje u Vojnomedicinskoj akademiji i naučni savetnik pri Institutu za medicinska istraživanja Univerziteta u Beogradu.

Embrionalne ili adultne? U najširem smislu, matične ćelije se mogu razvrstati na embrionalne i adultne. Embrionalne imaju potencijal za razvoj svih tkiva (ektoderm, endoderm i mezoderm) iz kojih nastaju sva tkiva i organi, a sve zahvaljujući njihovom praktično neograničenom biološkom potencijalu za diferencijaciju, odnosno za sazrevanje u druge ćelije. Treba napomenuti da istraživanja embrionalnih matičnih ćelija prati kontroverza zbog toga što se, na sadašnjem stepenu tehnološkog razvoja, embrionalne matične ćelije dobijaju izdvajanjem iz humanih embriona. Prof. Balint, međutim, ističe da se danas zna da i među adultnim matičnim ćelijama - koje se za potrebe regenerativne medicine mogu izolovati iz organizma odrasle osobe (najčešće od samog bolesnika) - takođe ima nezrelih, tačnije veoma primitivnih populacija matičnih ćelija, koje imaju slična ili skoro ista svojstva, i slične terapijske potencijale kao i embrionalne ćelije. Upravo zato su vodeći svetski centri za primenu matičnih ćelija, iz zemalja sa najrazvijenijom zdravstvenom službom, u kliničkoj praksi saopštavali isključivo o terapiji adultnim matičnim ćelijama.

Izučavanjem bazične hemobiologije matičnih ćelija, uvođenjem novih procedura i protokola njihovog prikupljanja, prečišćavanja, kriokonzervacije i terapijske primene, prof. Balint se bavi više od dve i po decenije pa se, zahvaljujući njegovim istraživanjima i naporima multidisciplinarnog Tima za transplantaciju matičnih ćelija, odnosno Tima za ćelijsku terapiju VMA, Srbija ubraja među zemlje koje su prve započele lečenje obolelih upotrebom matičnih ćelija i koje čine pionirske podvige na polju regenerativne medicine.

“Klasična” transplantacija kostne srži

Matične ćelije kostne srži koje učestvuju u hematopoezi (u procesima stvaranja krvnih ćelija) bile su prve prepoznate i ispitivane ćelije te vrste još tokom pedesetih i šezdesetih godina prošlog veka. Pokazalo se da one imaju veliki potencijal za samoobnavljanje i sposobnost za razmnožavanje (proliferaciju) i sazrevanje (diferentovanje). Ubrzo se pojavila i realna osnova za njihovu terapijsku primenu - transplantaciju. Ta nova metoda lečenja omogućila je zamenu oštećenih, odnosno funkcionalno manje vrednih ćelija kostne srži, zdravim ćelijama.

Indikacije za njenu primenu isprva bila su fizička oštećenja kostne srži (na primer, akutna radijacijska bolest), a potom težak urođeni kombinovani deficit imunskog sistema (urođeni nedostatak ćelijskog i antitelima posredovanog imuniteta), teška aplastična anemija (usled teškog oštećenja i nefunkcionalnosti kostne srži) i različiti hematološki maligniteti (leukemije, limfomi, multipli mijelom...). U terapijske svrhe, u transplanatacijama su najpre korišćene matične ćelije prikupljene iz kostne srži, s ciljem da se obnovi prirodan proces stvaranja krvnih ćelija, od nezrelih matičnih ćelija do zrelih i funkcionalno sposobnih krvnih ćelija - eritrocita (prenosnika kiseonika), trombocita (koji učestvuju u hemostazi) i leukocita (zaduženih za imunski posredovane reakcije).

Prof. dr Bela Balint

Profesor Balint dodaje da su, posle saznanja da su matične ćelije kostne srži pogodne za transplantaciju, usledila istraživanja mogućnosti njihove terapijske primene najpre kod životinja, a potom i u lečenju ljudi sa hematološkim malignitetima, te da je te studije predvodio američki nobelovac E.D. Tomas, sredinom pedesetih godina prošlog veka. Međutim, u većini slučajeva su takve transplantacije bile neuspešne zbog daljeg razvoja bolesti ili neprihvatanja “kalema”, kao i nepoznavanja transplantacijske imunologije. Krajem pedesetih, obavljene su transplantacije kostne srži kod bolesnika sa leukemijom, primenom matičnih ćelija uzetih od jednojajčanog blizanca, i transplantacije kod osoba koje su bile akcidentalno ozračene u havarijama nuklearnih reaktora. (Jedna od njih se pred kraj pedesetih dogodila i u Vinči, pa su u rad francuske lekarske ekipe koja je lečila obolele bili uključeni i naši hematolozi). U to vreme, kad je reč o akutnoj radijacionoj bolesti, nije isključivana ni mogućnost zbrinjavanja povređenih tokom nuklearnog rata te su započeta i ispitivanja mogućnosti kriokonzervacije - zamrzavanja i čuvanja matičnih ćelija u zamrznutom stanju (formiranja takozvanih banaka kriokonzervisanih matičnih ćelija). Iskustva stečena tokom proteklih decenija pokazala su, međutim, da ne bi bilo realno očekivati uspešno zbrinjavanje masovnih radijacionih povreda tako prikupljenim i čuvanim matičnim ćelijama.

Matične ćelije iz embriona

Matične ćelije iz odraslog organizma

Tokom šezdesetih godina se, pak, saznaje o postojanju i funkcionisanju tkivnog sistema podudarosti (sistem histokompatibilnosti) i razvija se transplantacijska imunologija. Na osnovu tipizacije pomenutog sistema (označenog i kao sistem HLA), danas se za potrebe takozvanih alogenih transplantacija odabiraju podudarni, odnosno kompatibilni srodni ili nesrodni davaoci matičnih ćelija (iz Međunarodnog registra potencijalnih nesrodnih donora matičnih ćelija).

Na osnovu stepena genetske podudarnosti davaoca i primaoca, transplantacije matičnih ćelija se razvrstavaju na singene, alogene i autologne. Singene transplantacije se izvode između genetski podudarnih osoba - jednojajnih blizanaca, alogene između genetski neidentičnih osoba, ali usklađenih na osnovu ispitivanja antigena glavnog sistema histokompatibilnosti, a autolognim se bolesnikova kostna srž obnavlja njegovim sopstvenim matičnim ćelijama, posle primene visokodozne radio-hemioterapije u lečenju malignih oboljenja.

Prof. Balint ističe da nepodudarnost krvnih grupa davaoca i primaoca u sistemu ABO nije kontraindikacija za transplantaciju matičnih ćalija; ali, da bi takav vid lečenja uspeo, on preporučuje da se pre transplantacije redukuju koncentracije krvnogrupnih aloantitela u cirkulaciji primaoca, i to izmenama plazme, i maksimalno otklone eritrociti iz aspirata kostne srži davaoca. Danas su, naime, potrebe za matičnim ćalijama sve veće pa ne mogu biti zadovoljene regrutovanjem davalaca isključivo iz najbliže rodbine primaoca, već se koriste i pomenuti nesrodni davaoci alogenih matičnih ćelija. Centri za registrovanje nesrodnih davalaca zaduženi su da informišu potencijalne donore o postupku transplantacije, o svim rizicima procedura uzimanja matičnih ćelija iz kostne srži ili periferne krvi i mogućim ishodima transplantacije.

Prve transplantacije matičnih ćelija u našoj zemlji su izvedene početkom sedamdesetih godina. U svetu se tad već znalo za transplantacijski imunitet, pa su domaći stručnjaci u prvim zahvatima koristili jednojajne blizance, i singenim transplantacijama, koje su inače retka mogućnost, izbegavali potencijalne komplikacije. Profesor Balint za sobom ima 26 godina iskustva u transplantaciji matičnih ćelija i više od 700 takvih terapijskih zahvata (uključujući i “klasične” transplantacije i regenerativnu medicinu), u saradnji sa hematolozima i lekarima VMA drugih specijalnosti iz tima za transplantaciju, odnosno interventnim kardiolozima i kardiohirurzima. Centar za transplantaciju matičnih ćelija VMA je, kako ističe naš sagovornik, s područja Srbije jedini međunarodno punopravni član Evropskog udruženja za transplantaciju kostne srži (EBMT), akreditovan za izvođenje svih oblika transplantacija matičnih ćelija. Terapijom matičnim ćelijama se u tom centru mogu lečiti oboleli od teške aplastične anemije, hronične i akutne leukemije, limfoma, miltiplog mijeloma i nekih drugih malignih tumora, uz pojedine autoimunske bolesti (na primer, multiplu sklerozu), pri čemu efekti lečenja, prema rečima prof. Balinta, variraju u zavisnosti od vrste, oblika i stadijuma osnovnog oboljenja, starosti bolesnika i termina transplantacije.

(Stem)ćelijska terapija

Višedecenijsku terapijsku primenu u okvirima “konvencionalne” transplantacije matičnih ćelija omogućile su tri već pomenute njihove osobine - sposobnost samoobnavljanja (održavanja sopstvene populacije), razmnožavanja (nastanak velikog broja ćelija - potomaka od jedne matične ćelije) i sazrevanja (od nefunkcionalne matične do zrelih ćelija sa specijalizovanim funkcijama) - da bi pre nešto više od decenije bila otkrivena i njihova osobina intersistemske “plastičnosti” ili “trans-diferencijacije”. Tim imenom nazvana je sposobnost matičnih ćelija da, u posebnim uslovima i pod dejstvom činilaca mikrosredine (in vivo ili in vitro), daju i ćelije–potomke drugih celularnih loza ili linija. To praktično znači da hematopoezne matične ćelije mogu da stvaraju ne samo različite krvne već i druge telesne ili takozvane somatske ćelije, što će postati osnova za njihovu primenu i u regenerativnoj medicini.

Prof. Balint objašnjava da, ukoliko postoji delovanje specifičnih stimulatora (uključujućii dejstvo spoljašnjih ili ezogenih faktora rasta), matične ćelije u nekim oštećenim organima ili tkivima mogu da stvaraju ćelije kostiju, hrskavice, jetre (hepatocite), mišića (miocite), ćelije srčanog mišića (kardiomiocite) ili ćelije sitnih krvnih sudova (endotelske ćelije). Zahvaljujući pomenutim svojstvima, takozvane primitivne populacije, odnosno nezrele matične ćelije (sa donekle “neograničenim” biološkim potencijalom) mogu da se “nakaleme” ili opstaju trajno (“homing”) i da obezbede kompletnu i dugotrajnu regeneraciju, rekonstituciju oštećenih organa i tkiva.

Prof. Balint se priseća da je za novi termin “ćelijska plastičnost” čuo pre desetak godina, na sesiji o stem ćelijama nekog od međunarodnih kongresa. Osnovne karakteristike i nove terapijske mogućnosti matičnih ćelija je zapisao ukratko, u vidu skice, ne sluteći da će posle par godina i sam početi eksperimentalna, a potom i preklinička ispitivanja na polju regenerativnog potencijala matičnih ćelija, u regeneretivnoj medicini (koja je u ono vreme češće označavana imenom “ćelijska terapija” solidnih organa).

U Vojnomedicinskoj akademiji su pripreme za uvođenje ovog novog modaliteta terapijske primene matičnih ćelija započete 2003. Već tokom naredne godine, zahvaljujući entuzijazmu Tima za ćelijsku terapiju VMA, kod jednog bolesnika koji je preživeo teški akutni infarkt miokarda “ćelijska terapija” je primenjena prvi put u našoj zemlji, ali i u širem okruženju, jer je Srbija praktično treća zemlja u svetu koje je sprovela i dokumentovala takav modalitet lečenja u kliničkim uslovima. Najpre je, objašnjava prof. Balint, izvršena rekanalizacija (ponovno uspostavljanje prohodnosti, invazivnom metodom primarne angioplastike) zahvaćenog koronarnog krvnog suda, a potom inplantacija sopstvenih (autolognih) bolesnikovih matičnih ćelija u infarktom zahvećeno područje miokarda. U opisanom slučaju, novinu u primeni “ćelijske terapije” predstavljalo je to što su bolesnikove matične ćelije (prikupljene multiplim aspiracijama iz kostne srži karlične kosti i potom prečišćene) ubrizgane u srce posredstvom katetera (kao kod koronarografije) direktno u zahvaćeni koronarni krvni sud (intrakoronarna aplikacija), radi bolje regeneracije srčanog mišića, odnosno sprečavanja komplikacija (na primer, remodeliranje miokarda). Kod nekih bolesnika sa slabošću leve komore srca (hronična srčana insuficijencija) takođe je primenjena “ćelijska terapija”. U tim slučajevima je osnovni cilj bio da se poboljša funkcija srca kao “pumpe” (obezbedi potpora takozvanoj ejekcionoj frakciji srca) a ne da se utiče na (re)vaskularizaciju srca ili snabdevanje miokarda kiseonikom. Ovaj vid ćelijske terapije, nazvan “biološkim kardiotonikom”, uveden je u kliničku praksu Vojnomedicinske akademije početkom 2006. godine.

Ipak, najveći izazov na polju regenerativne medicine kod srčanih bolesnika, u VMA a ujedno i u svetu, bila je terapijska primena matičnih ćelija u toku kardiohirurške intervencije, tokom premošćavanja koronarnih arterija (takozvanog koronarnog bypass-a), što su stručnjaci VMA prvi put izveli 2006. godine. Sopstvene (bolesnikove) matične ćelije uzete su u operacionoj sali iz karlične kosti na samom početku kardiohirurškog zahvata, neposredno po uvođenju bolesnika u opštu anesteziju. Tokom kardiohirurške operacije, prikupljeni aspirat kostne srži, sa prisutnim matičnim ćelijama, najpre je filtrovan radi otklanjanja partikula masnog i koštanog tkiva, a zatim je prečišćen po originalnom protokolu Centra VMA za aferezno prikupljanje i terapijsku primenu matičnih ćelija. Na kraju izvedenog dvostrukog ili trostrukog koronarnog bypass-a, ćelije su direktno ubrizgane u infarktom zahvaćeno područje srčanog mišića, pre zatvaranja grudnog koša bolesnika. Spomenuta “ćelijska terapija” je u VMA do sada primenjena u lečenju oko 50 srčanih bolesnika, uzrasta od 24 do 68 godina, a rezultati tih kliničkih studija su saopštavani usmeno na domaćim i svetskim skupovima o matičnim ćelijama, odnosno publikovani u međunarodnim stručnim časopisima.

U VMA je, za potrebe “ćelijske terapije”, izvedeno prikupljanje i prečišćavanje stem ćelija i kod desetak bolesnika sa cirozom jetre. Kod njih matične ćelije nisu uzete apsiracijama iz kostne srži, već aferezom pomoću separatora krvnih ćelija iz periferne krvi, i posle ex vivo obrade, ubrizgane su direktno u oštećeni organ. Prof. Balint ističe da je takav oblik lečenja bilo moguće izvesti zahvaljujući uspešnoj saradnji sa Kliničkim centrom Srbije i Institutom za medicinska istraživanja, kao i sa Bioistraživačkim centrom za izučavanje i terapijsku primenu matičnih ćelija iz Londona. Preliminarni rezultati laboratorijskih ispitivanja (parametara specifičnih za oštećenost funkcije jetre) i opšti oporavak bolesnika govore u prilog tome da bi i ovaj vid lečenja na polju regenerativne medicine mogao biti efikasan.

Još jedan medicinski podvig, takođe u obliku multicentrične kliničke studije, u VMA je izveden primenom novog modaliteta “ćelijske terapije” kod zasad troje bolesnika sa oštećenom funkcijom pankreasa. To je prvi put da je sproveden postupak takozvane “biokorekcije” dijabetesa tipa 1, što je pionirski potez ne samo kod nas već i jedna od prvih sličnih medicinskih intervencija u svetu.

Uz napomenu da kod obolelih koji su na VMA lečeni različitim postupcima “ćelijske terapije” do sad nije bilo neposrednih komplikacija, prof. Balint zaključuje da procenu dugoročnih pozitivnih efekata ovih metoda “biokorekcije” treba ostaviti za vreme kad terapija bude primenjena kod većeg broja pacijenata. On, međutim, naglašava da ekipe VMA, koje u ispitivanju mogućnosti lečenja oštećene jetre i pankreasa tesno sarađuju sa lekarima najboljih medicinskih centara u našoj zemlji, ali i sa britanskim i američkim kolegama, isključivo koriste adultne matične ćelije, i da to inače čine bilo da je reč o klasičnoj transplantaciji matičnih ćelija ili regenerativnim procedurama.

G.T.