Buňky, které opraví lidské tělo

Teoreticky se totiž dokážou přeměnit v jakoukoliv část lidského těla a stát se jakousi zásobárnou „náhradních dílů“. Nejúspěšněji zatím vypadá léčba odumírajících nohou u diabetiků. Zkoumá se rovněž možnost opravovat srdce po infarktu a míchu po úrazu nebo nemoci páteře.

Cukrovkou u nás trpí zhruba 800 tisíc lidí. Choroba postihuje srdce, ledviny, oči, nervy a také nohy. Sedmdesát procent všech amputací dolních končetin připadá právě na diabetiky. Kvůli cukrovce mají takzvaný syndrom diabetické nohy. Následkem vysoké hladiny cukru v krvi se ucpávají cévy, svaly postrádají kyslík a odumírají. Přestávají fungovat také zakončení nervových vláken a pacient nevnímá tlak ani bolest. „Necítí kamínek v botě nebo tlačící obuv. Jedna paní šlápla doma do žíraviny, a vůbec to necítila,“ říká profesorka Alexandra Jirkovská, která v pražském Institutu klinické a experimentální medicíny společně se svým týmem léčí pacienty s diabetickou nohou.
Nemocní často přicházejí k lékaři, až když se drobný puchýř změní v otevřený vřed, nebo se dokonce zanítí kost.
Amputaci končetiny lze ale zabránit, a to například okamžitou operací, nasazením antibiotik, protažením ucpaných cév speciálním balonkem a dalšími metodami. Teprve až když selžou všechny klasické postupy, nezbývá než sáhnout po skalpelu. Ale v IKEM od roku 2008 zkoušejí u nejvíce postižených pacientů takzvané kmenové buňky, které amputacím mohou zabránit.

Kmenové buňky mají schopnost vytvářet jakoukoliv tkáň nebo orgán v lidském těle. Nacházejí se buď v embryích nebo v kostní dřeni, tukové tkáni, nosní sliznici, v oční rohovce, koříncích vlasů a postupně se objevují v dalších místech lidského těla.
„Náš první pacient léčený touto metodou měl už jednu nohu amputovanou nad kotníkem a podobný zákrok hrozil u druhé končetiny. Trpěl velkými bolestmi a musel brát morfium,“ vzpomíná profesorka Jirkovská. Nejprve její tým vyzkoušel obvyklé metody léčby, pak pacientovi odebrali kmenové buňky z krve a vstříkli je do postižené končetiny. „Noha se jako zázrakem začala během čtrnácti dnů lepšit. Její prokrvování jsme ověřili měřením tkáňové tenze kyslíku na noze. Měsíc po zákroku dosáhla uspokojivé úrovně. Pacient o nohu nepřišel a mohl bez větších bolestí odejít domů,“ říká profesorka. Podobně těžkých případů měli v IKEM do dnešních dnů už dvacet devět. Pouze pěti lidem museli nohu amputovat. Přišli příliš pozdě, zánět už postihl kost. Amputace nad kotníkem přitom prohlubuje komplikace spojené s cukrovkou a téměř 70 procent pacientů do pěti let po operaci umírá. „Po rakovině slinivky a plic to je třetí nejnižší procento pacientů přežívajících pět let, jak vyplývá z amerických statistik,“ říká profesorka Jirkovská.
Dlouho předtím, než mohla unikátní léčbu společně s pracovištěm profesorky Evy Sykové z akademického Ústavu experimentální medicíny zahájit, musel její tým shánět nepřeberné množství povolení.

Kromě toho, že jsou kmenové buňky na jedné straně spojovány s velkým očekáváním, stejně velké jsou i obavy. Podle jedné teorie existuje riziko, že se buňky uchytí v rakovinném nádoru, začnou pro něj vytvářet nové cévy, a zajistí mu tak lepší zásobování krví. Nádor by pak mohl začít rychleji růst. Jiná teorie ovšem říká, že by kmenové buňky mohly rakovinné bujení naopak potlačovat; protože zajistí, aby se krevní síť v nádoru lépe uspořádala a díky tomu neroste zhoubný útvar tak chaoticky.
V každém případě je nutné pacienta před léčbou důkladně vyšetřit, jestli nemá v těle skrytý nádor, a během terapie ho pečlivě sledovat. „Naštěstí jsme u našich pacientů nepozorovali závažné nežádoucí účinky této léčby a dosud, pokud je mi známo, nebyly ani u stovek léčených pacientů publikovány,“ uvedla Jirkovská.
Její tým byl jedním z prvních, kdo v Česku léčil kmenovými buňkami diabetickou nohu tak, že je vpravil přímo do svalu – předtím se vstřikovaly do krevního řečiště. V zahraničí se metoda používala již dříve, lékaři z IKEM ji však zprostředkovali českým pacientům s těžkým stadiem syndromu diabetické nohy a úspěšně ji aplikovali.
Zatím není zcela jasné, jak kmenové buňky působí. Když se dostanou do svalu, který trpí nedostatkem kyslíku, mohou podpořit vznik nových kapilár nebo zesílit spojovací cévy mezi neprůchodnými a průchodnými úseky menších tepen. V obou případech se pak tkáň lépe prokrvuje. Nicméně účinek kmenových buněk není zatím zcela prozkoumán. „Ale je potvrzen řadou zahraničních studií,“ dodává profesorka Jirkovská.
Přestože o léčbu kmenovými buňkami je mezi pacienty zájem, přestala se používat. Evropská komise pro regulaci léků zařadila tuto léčbu do jiné kategorie, na kterou se vztahují odlišné předpisy, než podle jakých doposud zákroky probíhaly. „Nyní čekáme na novou legislativu a snažíme se získat další potřebná povolení. Jak dlouho to potrvá, nedokážu odhadnout,“ říká profesorka Jirkovská, „Tato nová kategorie předpokládá velmi složitou administrativu a opatření, které si obvykle zajišťují firmy vyrábějící léky. Ty ale disponují zcela jinými finančními i lidskými zdroji než nemocnice,“ dodává profesorka.

 

Náhradní díly pro člověka

 

Navzdory tomu je kmenovým buňkám přisuzována velká budoucnost. Teoreticky se s jejich pomocí dají vytvářet celé nové orgány.
Vědcům z minnesotské univerzity se už například podařilo jako prvním na světě „zrekonstruovat“ srdce zvířete. Odborníci nejprve z původního srdce s pomocí chemikálií a enzymů odstranili veškeré buňky, až zůstala jen „konstrukce“ z kolagenu. Pak tuto kostru nechali ve zvláštním bioreaktoru prorůst směsí kmenových buněk, které se postupně přeměnily na svalové. Zdařilý pokus skýtá velkou naději zejména pacientům závislým na transplantaci srdce.

Lékaři z brněnské Fakultní nemocnice u svaté Anny, kteří pod vedením docenta Tomáše Káry pracují v Mezinárodním centru klinického výzkumu, se chtějí do tohoto projektu zapojit.
Nyní se podílejí na výrobě „záplaty“ pro srdeční sval po infarktu. Již se jim podařilo v experimentálních podmínkách vytvořit srdeční sval s téměř 99 procentní čistotou.

Do roku 2020 Čeští vědci společně s kolegy z americké Mayo Clinic a Stem Cell Research Institute of University of Minnesota zároveň vyvíjejí postupy, jak zvýšit účinnost při využití kmenových buněk, které se získávají z kostní dřeně pacientů.
„Nejprve jsme vpravovali kmenové buňky do srdce pomocí infuze do řečiště věnčitých cév. Nyní spolupracujeme na vývoji technologie, která umožňuje vpravit kmenové buňky přímo do poškozených oblastí srdce,“ říká docent Kára s tím, že využít kmenové buňky při léčbě srdce bude podle něho možné na konci tohoto desetiletí.
Další oblastí, kde by mohly kmenové buňky pomáhat, je léčba míchy po úrazech páteře. První český pacient podstoupil tento zákrok v roce 2003. Lékaři mu vpravili do těla buňky odebrané z jeho vlastní kostní dřeně. Unikátní operaci pochopitelně předcházely pokusy na zvířatech, které ukázaly, že kmenové buňky pomáhají obnově míchy.
Léčba vzbudila velké naděje u nás i ve světě. Profesorka Eva Syková, ředitelka Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR, ji vyzkoušela v rámci první klinické studie u několika dalších pacientů. Úžasné výsledky pozorované při pokusech se zvířaty se však u lidí neopakovaly. „Často se zlepšila citlivost i pohyblivost pacientů, ale žádné zázraky to nebyly,“ připouští profesorka Syková. Podobně dopadly i studie jinde ve světě.
Po letech výzkumu už vědci vědí, že samotné buňky odebrané z kostní dřeně míchu nespraví. „Je třeba tyto buňky v laboratoři namnožit, předpřipravit k přeměně v určitý typ buňky, kombinovat s hydrogely, polymery a nanovlákny, které pro ně vytvoří jakési nosiče či mosty,“ říká profesorka Syková. Právě nyní připravuje klinickou studii a chce tyto nové postupy ověřit. Výsledků bychom se mohli dočkat přibližně za dva roky.
V Ústavu experimentální medicíny Akademie věd rovněž připravují studii, při níž by kmenové buňky z tuku sloužily jako výplň po amputaci prsu nebo po odstranění nádoru tváře a jako náhrada kostí, štěpů a výplní obratlů. Lékaři provádějí první zákroky, kdy kmenové buňky léčí poškozenou oční rohovku.

 

Riziko pro poprsí

 

Kmenové buňky pronikly také do ordinací estetických chirurgů, kde se uplatňují při úpravě poprsí. Mírného zvětšení se docílí použitím tuku a tukových buněk odebraných pacientce při liposukci.
Jako každá metoda má i tento postup svá omezení a určitá rizika. Při využití kmenových buněk je nutné zkoumat jejich vlastnosti a neškodnost. Rizika nejsou úplně zanedbatelná, protože ať se přenese kmenová buňka do jakéhokoliv prostředí, porušuje se rovnováha organismu. „Ta je řízená řadou faktorů, které zabezpečují počet a funkci buněk tak, aby byla zajištěna jejich činnost, aby opotřebené buňky zanikaly a aby na jejich místo nastupovaly nové ve správném počtu,“ varuje Alena Hrubá z oddělení buněčné terapie Ústavu hematologie a krevní transfuze v Praze. Odborníci stále vědí velmi málo o tom, které faktory způsobí, že se buňky vymknou kontrole. To platí také o přenosu kmenových buněk do prsu, jehož tkáň je náchylná ke vzniku nádorů. Proto je nutné, aby se klientky plastických chirurgů podrobily před zákrokem důkladné prohlídce zaměřené na přítomnost nádorových buněk. A po operaci je pak nezbytné pečlivě sledovat jejich zdravotní stav.

 

Kmenové buňky kolika lidem ročně by mohly v Česku pomoci

 

22 507 osobám se srdečním infarktem 522 osobám s poraněním nebo onemocněmím míchy cca 3400 diabetikům, kteří kvůli své nemoci podstoupili amputaci končetiny*

 

* (v roce 2010 bylo provedeno celkem 4795 amputací, z toho 70 procent amputací připadá na diabetiky) Zdroj: ÚZIS 2010

 

Vědcům se podařilo zrekonstruovat srdce zvířete

 

Kmenové buňky léčí i zvětšují prsa kmenové buňky mají schopnost se přeměnit na jakoukoliv z více než 220 druhů buněk v lidském těle, například na buňky svalů, oční sítnice nebo střevní sliznice. kmenové buňky se nacházejí buď v embryích, nebo v kostní dřeni, tukové tkáni, nosní sliznici, v oční rohovce, koříncích vlasů a postupně se objevují v dalších místech lidského těla. v roce 2006 vědci poprvé přeměnili buňky z kůže na kmenové. Zatím se používají jen při pokusech na zvířatech