Komórki macierzyste z krwi pępowinowej – przyszłość transplantologii

Komórki macierzyste pozyskiwane z krwi pępowinowej są wykorzystywane w terapii 80 poważnych schorzeń. W 2023 roku minęło 35 lat od przełomowego wydarzenia, jakim było pierwsze przeszczepienie krwi pępowinowej, które miało miejsce 8 października 1988 roku. Od tamtej pory na całym świecie przeprowadzono ponad 85 000 takich zabiegów.

Komórki pozyskiwane z krwi pępowinowej wykazują dziesięciokrotnie wyższą zdolność regeneracyjną niż szpik kostny. Dodatkowo, dzięki ich niższej dojrzałości immunologicznej, przeszczepy wiążą się z mniejszym ryzykiem powikłań dla biorcy – w przypadku przeszczepów allogenicznych oznacza to mniejsze prawdopodobieństwo odrzucenia przeszczepu. Amerykańscy naukowcy udowodnili, że komórki macierzyste zachowują swoje unikalne właściwości, takie jak zdolność do namnażania się i tworzenia kolonii, nawet po 24 latach przechowywania w głębokim zamrożeniu (w temperaturze -196°C). Teoretycznie mogą być przechowywane w takich warunkach bezterminowo, nie tracąc na jakości.

W Polsce terapie oparte na komórkach macierzystych cieszą się rosnącym zainteresowaniem. Obecnie przeszczepienia komórek macierzystych z krwi pępowinowej wykonuje się w dziewięciu ośrodkach, a komórek pochodzących ze sznura pępowinowego, stosowanych głównie w medycynie regeneracyjnej, w trzynastu. Przed porodem rodzice dziecka zachęcani są do pobrania podczas porodu krwi pępowinowej i przechowywania później pozyskanych z niej komórek w banku rodzinnym. Po co? Na wypadek, gdyby w przyszłości konieczna była terapia, w której można je wykorzystać.

Hematologia i transplantologia to dziedziny medycyny, które w ostatnich latach rozwijają się w zawrotnym tempie. To świetne wiadomości, bo dzięki temu otwierają się nowe możliwości leczenia chorób, które jeszcze niedawno wydawały się nieuleczalne. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków jest właśnie zastosowanie komórek macierzystych z krwi pępowinowej. Jak tłumaczą eksperci, terapie komórkami macierzystymi to szereg różnych technik, których część jest już wykorzystywana w leczeniu od dawna, inne dopiero zaczynają być stosowane.

Podstawową techniką stosowaną w leczeniu wielu schorzeń hematologicznych są przeszczepienia komórek krwiotwórczych, czyli potocznie przeszczepienia szpiku. Jednak obok tej klasycznej metody, dynamicznie rozwijają się terapie komórkowe. Ich wielką zaletą jest to, że dają większe możliwości niż to, co „oferuje” szpik.

Przykładem takiej technologii jest CAR-T, terapia polegająca na modyfikacji limfocytów tak, by były zdolne rozpoznawać i niszczyć komórki nowotworowe. To przełomowe podejście – jak wyjaśnia ekspert „jeden zastrzyk takich komórek jest w stanie w ciągu doby wyleczyć człowieka z białaczki”. Niestety, technologia ta wciąż ma ograniczenia takie jak brak odpowiednich receptorów dla wszystkich rodzajów białaczek oraz wysokie koszty. Terapia jednego pacjenta może kosztować nawet 1,5 miliona złotych.

Komórki macierzyste z krwi pępowinowej są przełomem, bo wyróżniają się szczególną aktywnością i zdolnością do różnicowania.

Wadą krwi pępowinowej była jeszcze do niedawna ograniczona liczba komórek dostępnych do przeszczepienia, co stanowiło problem szczególnie w przypadku dorosłych pacjentów. Przełom przyniosła jednak technologia namnażania komórek, która została zatwierdzona przez FDA (amerykańska rządowa Agencja Żywności i Leków) w 2023 roku. Dzięki temu przeszczepienie namnożonych komórek staje się standardem, a wyniki są imponujące. W niektórych chorobach całkowite przeżycie wolne od powikłań wzrosło z 30 proc. przy użyciu tradycyjnych metod do 60 proc. przy zastosowaniu namnożonej krwi pępowinowej. 

Krew pępowinowa jest wykorzystywana od 1988 roku jako źródło krwiotwórczych komórek macierzystych, szczególnie w leczeniu dzieci z białaczkami, chorobami metabolicznymi, niedoborami odporności czy aplazją szpiku. Początkowo stosowano ją głównie wtedy, gdy nie można było znaleźć  odpowiednich dawców, ale od 2006 roku Europejskie Towarzystwo Transplantacji Krwi i Szpiku (EBMT) uznało, że jej wartość jest taka sama jak komórek macierzystych, pochodzących z innych źródeł. Obecnie wskazania do przeszczepień są takie same, niezależnie od źródła komórek, choć każde z nich ma swoje optymalne zastosowania. W niektórych przypadkach komórki z krwi pępowinowej mogą przynosić lepsze efekty leczenia.

Raporty EBMT wskazują, że w 2019 r. w Europie wykonano przeszczepienia komórek krwiotwórczych od niespokrewnionych osób u 5189 dzieci, z czego u 119 (2,3%) były to przeszczepienia krwi pępowinowej. Wśród wszystkich raportowanych przeszczepień komórek krwiotwórczych w Europie w 2019 r. (48 512 przeszczepień) przeszczepienia krwi pępowinowej stanowiły ok. 1% wszystkich procedur.

Najwięcej krwi pępowinowej wykorzystuje się w Japonii i USA. W Japonii, z uwagi na ryzyko geopolityczne, zbudowano system banków krwi pępowinowej, co zapewnia niezależność od międzynarodowych rejestrów dawców. W USA najlepsze ośrodki osiągają 96% rocznego przeżycia u dorosłych pacjentów dzięki podaniu kilku jednostek krwi pępowinowej. W Polsce problemem wciąż jest brak publicznego bankowania krwi pępowinowej, co ogranicza dostępność tej formy terapii.

Barierą są najczęściej koszty (przez cały okres bankowania należy opłacać „abonament” za przechowywanie krwi pępowinowej w odpowiednich warunkach). Eksperci liczą, że wprowadzenie hybrydowego systemu bankowania, czyli z częściową choćby refundacją państwa, mogłoby znacząco poprawić sytuację.

W perspektywie są także terapie oparte na modyfikacjach genetycznych, takie jak wykorzystanie krwi pępowinowej do tworzenia komórek odpornych na zakażenie HIV.

- Kilka lat temu głośno było o wyleczeniu HIV przy pomocy przeszczepienia szpiku. Człowiek, który chorował na białaczkę i HIV otrzymał szpik od innej osoby – szpik szczególny, bo z mutacją chroniącą przed zakażeniem HIV. Efektem przeszczepienia było wyleczenie z białaczki i z HIV. Technologia jest rozwijana dalej. W laboratorium może już zostać wytworzona krew pępowinowa dająca wyleczenie z HIV – na razie u myszy, ale technologia mogłaby być już zastosowana u pacjenta – zapewnia prof. Snarski.

Pomimo wyzwań, rozwój terapii komórkowych i krwi pępowinowej daje nadzieję na skuteczniejsze leczenie nawet najtrudniejszych chorób. Jak podkreślają specjaliści, „ten postęp widać cały czas”. Być może już niedługo większa liczba polskich pacjentów skorzysta z tego technologicznego przełomu.

Obecnie najstarsze przechowywane próbki krwi pępowinowej mają niemal 30 lat. Niedawne badania wykazały, że nawet po tak długim czasie przechowywania ich jakość pozostaje na bardzo wysokim poziomie. Krew pępowinowa przechowywana jest w oparach ciekłego azotu, w ekstremalnie niskiej temperaturze, co znacząco spowalnia procesy starzenia się komórek.

- W leczeniu komórkami macierzystymi z krwi pępowinowej ważna jest ilość zawartych w niej komórek macierzystych, a nie jej objętość. Zastosowanie terapeutyczne krwi pępowinowej ma swoje początki w pediatrii i przez pewien czas sądzono, że ze względu na małą objętość krew pępowinowa nadaje się tylko dla osób o masie ciała do 40-50 kg. Jednak już w 1995 roku dokonano pierwszego na świecie przeszczepu krwiotwórczych komórek macierzystych z krwi pępowinowej u dorosłego pacjenta, a od 2008 roku liczba podań krwi pępowinowej u dorosłych przewyższa liczbę podań u dzieci – czytamy na stronie krewpepowinowa.pl, utworzonej przez EUROCORD - Stowarzyszenie na rzecz deponowania i wykorzystania komórek macierzystych.

Jak podkreśla EUROCORD, intensywnie rozwija się medycyna regeneracyjna wykorzystująca komórki macierzyste ze sznura pępowinowego. Obecnie trwają badania nad ich wykorzystaniem w leczeniu zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu, dziecięcego porażenia mózgowego, spektrum autyzmu, chorób autoimmunologicznych, reumatycznych, chorób zapalna jelit (choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego), cukrzycy czy choroby zwyrodnieniowej stawów.