Gandrīz ideāla “remontbrigāde” – cilmes šūnas 0
Amerikas, Japānas, Francijas, Lielbritānijas, Vācijas, Nīderlandes un vēl citu valstu zinātniskajās laboratorijās notiek plaši, daudzpusīgi pētījumi par cilmes šūnām. Arī Latvija cenšas neatpalikt. Tiekoties ar zinātniekiem, centos noskaidrot, kādi pētījumi patlaban mūsu valstī norisinās šūnu jomā.
Medicīnas attīstību nākotnē cieši saista ar cilmes šūnām. Jau šobrīd zinātnieki paredz, ka, izmantojot tās, reiz izdosies ārstēt daudzas slimības, arī tādas, kuras tagad uzskata par neārstējamām. Turklāt slimnieku dziedināšana nākotnē biežāk būs iespējama bez ķirurģiskām manipulācijām un liela tablešu daudzuma patērēšanas. Cilmes šūnu tehnoloģijas pamatā ir ideja bojātos audus nevis ārstēt ar medikamentiem, bet nomainīt ar veseliem vai pat uzlabotiem audiem vai šūnām un stimulēt to atjaunošanos.
Kāds ir cilmes šūnu dziedināšanas mehānisms? Saņemot signālu par šūnas vai audu bojājumu, traumu vai infekciju, cilmes šūnas sāk migrāciju uz bojājuma vietu, tur stājas bojātās šūnas vietā un sāk dalīties. Tā tiek nodrošināta gan infekcijas un nekrotisko audu izvadīšana, gan atjaunošanās process. Vairāki ārzemju zinātniskie centri, izmantojot cilmes šūnas, cenšas izaudzēt orgānus. Taču pagaidām kādā laboratorijā ir izdevies izaudzēt tikai urīnpūsli. Tas, kā zināms, pēc uzbūves ir vienkāršs orgāns un arī tā funkcijas nav sarežģītas. Līdz brīdim, kad izdosies radīt pilnībā funkcionējošus orgānus, jāpaiet vēl ilgam laikam.
Lielākie centri Latvijā, kuri nodarbojas ar cilmes šūnu pētījumiem, ir P. Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas Šūnu transplantācijas centrs, Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs, Latvijas Universitātes Biodozimetrijas un bioanalītisko metožu laboratorija. Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas Ķīmijterapijas un hematoloģijas klīnika cilmes šūnas izmanto slimo pacientu ārstēšanā. Pētījumus šajā jomā nesen sākusi arī Rīgas Stradiņa universitātes Stomatoloģijas institūta zinātnieku grupa profesora Andreja Skaģera vadībā.
Jaunradīta āda, kaulaudi, skrimšļi…
Cilmes šūnu pētījumus Latvijā sāka P. Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas profesors Andrejs Ērglis. Ideja par Šūnu transplantācijas centra izveidi radās 2004. gadā. 2008. gadā pabeidza tā būvniecību un varēja sākt uzstādīt iekārtas.
– Patlaban Šūnu transplantācijas centrs veic četrus pētījumus, kuros iesaista pacientus. Zinātnisko darbu veic aptuveni četrdesmit cilvēki. Visos cilmes šūnu pētījumos Šūnu transplantācijas centrs izmanto no kaulu smadzenēm iegūtas šūnas. Tas nozīmē, ka cilmes šūnas paņem no pacienta, laboratorijā vairākas stundas apstrādā un pēc tam ievada atpakaļ tam pašam cilvēkam. Šāda cilmes šūnu izmantošana ir visdrošākā, jo nepastāv šūnu nesaderība, kas mēdz būt, cilmes šūnas pārstādot no viena cilvēka citam, – stāsta P. Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas Šūnu transplantācijas centra vadītājs ĒRIKS JAKOBSONS.
Jau vairākus gadus P. Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas Šūnu transplantācijas centrs pēta, kā cilmes šūnas var izmantot kardioloģisko slimību ārstēšanā. Šajā pētījumā iekļauti ne tikai pacienti, kas pārcietuši miokarda infarktu, bet arī II tipa cukura diabēta slimnieki, kas cieš no sirds koronārās slimības, un pacienti ar diagnozi – kardiodilatācijas miopātija. Līdz šim šajos pētījumos piedalījušies vairāk nekā deviņdesmit pacienti.
– Aptuveni 14 procenti pacientu, kurus skāris miokarda infarkts vai citi sirds darbības traucējumi, katru gadu atgriežas slimnīcā ar līdzīgām veselības problēmām. Bet pirmās prognozes ļauj secināt, ka tie pacienti, kuri saņēmuši cilmes šūnu terapiju, klīnikā atgriežas retāk. Daudziem pacientiem veselības stāvoklis pēc šīs procedūras patiešām uzlabojas, – uzsver Ēriks Jakobsons.
Šūnu transplantācijas centrs ne tikai strādā ar cilmes šūnām, bet arī veic ar jaunu šūnu tehnoloģiju izstrādi saistītus pētījumus. Igaunijas un Latvijas pārrobežu projekta ietvaros centra zinātnieki cenšas radīt ādas transplantātu. Pētījuma galarezultātā iegūs nevis pilnībā funkcionējošu ādu ar asinsvadiem un nerviem, bet veidojumu, ar kuru varēs nosegt apdegumu, apsaldējumu, izgulējumu, trofisko čūlu vai traumu radītus bojājumus. Šūnas no transplantāta augšējiem slāņiem migrē uz apakšējiem un otrādi, tā palīdzot organismam salabot šo problēmu, ādas transplantāta darbības mehānismu skaidro Ē. Jakobsons. Čūlas, apdegumi, apsaldējumi un citi liela apjoma bojājumi, ja nav ādas, ar ko tos pārklāt, kā zināms, cilvēkiem rada ilgstošas ciešanas. Projekta teorētisko izstrādi plānots pabeigt šā gada rudenī, bet jau gada beigās vai 2013. gada sākumā to paredzēts sākt testēt klīniskā pētījuma ietvaros.
Ērika Jakobsona vadītais Šūnu transplantācijas centrs strādā arī pie hondrocītu, tas ir, skrimsli veidojošo šūnu izveides. Šīs šūnas nākotnē varētu izmantot dažādu audu, piemēram, traumētu starpskriemeļu disku, atjaunošanai. Process notiek šādi: no starpskriemeļu diska izņem bojātos segmentus, no tiem iegūst šūnas un ievada atpakaļ bojātajā vietā. Pastāv arī iespēja hondrocītus uzaudzēt uz matricas, kas izveidota no kompozītmateriāliem, un pēc tam ievietot bojātajā vietā. Lai šis pētījums būtu vieglāk paveicams, sagādāta jauna, augstvērtīga aparatūra – rotējošās tvertnes bioreaktors, ar kura palīdzību šūnas varēs kultivēt automatizēti.
Paralēli šiem pētījumiem Šūnu transplantācijas centrā kultivē arī kaulu šūnas. Sadarbībā ar Traumatoloģijas un ortopēdijas institūtu iecerēts izveidot produktus gūžu un ceļu locītavu ārstēšanai. Patlaban materiālus pētījuma veikšanai – kaulus un skrimšļus – zinātnieki iegūst gūžas endoprotezēšanas operācijās. No iegūtajiem paraugiem tiek izdalītas un pavairotas šūnas, kuras pacientam paredzēts ievadīt bojātajā vietā. Šūnu transplantācijas centra zinātnieki piedalās arī miocītu (muskuļu šūnu) kultivēšanas programmā. Sadarbībā ar urologiem viņi pēta urīnizvadkanāla sfinktera atjaunošanas iespējas. Urīna nesaturēšana ir ļoti aktuāla problēma daudziem cilvēkiem pēc traumām, dzemdībām un sirmā vecumā. Jau ir pabeigta šo šūnu kultivēšanas eksperimentu sērija, bet darbs vēl jāturpina.
Latvijā pakalpojumus piedāvā vairākas cilmes šūnu bankas, kas nodrošina nabassaites šūnu savākšanu un ilgtermiņa uzglabāšanu. Stradiņa slimnīcas Šūnu transplantācijas centra zinātnieki izvirzījuši mērķi nākotnē radīt savu šūnu un audu glabātavu, no kuras vajadzības gadījumā šūnas varētu paņemt un izmantot ne tikai tam cilvēkam, kura cilmes šūnas paņemtas, bet attīstīt produktus ar plašu pielietojumu jebkuram pacientam. Šķidrā slāpekļa glabātavā audus var uzglabāt pat vairāk nekā trīsdesmit gadus un atkausētus lietot ārstēšanas procesā.
Lai cilmes šūnas būtu nekaitīgas
Latvijas Universitātes Biodozimetrijas un bioanalītisko metožu laboratorijā patlaban cenšas izstrādāt biodrošības kritērijus, kuri jāievēro, strādājot ar laboratorijā pavairotām pieaugušo cilmes šūnām.
Šīs laboratorijas somatisko cilmes šūnu grupas pētniece un P. Stradiņa Klīniskās universitātes slimnīcas Šūnu transplantācijas centra biotehnoloģe INESE ČAKSTIŅA stāsta: – Mēs iegūstam cilmes šūnas un pārbaudām pēc vairākiem drošības kritērijiem – vai tām ir pareizs hromosomu skaits, cik ilgi tās drīkst kultivēt kultūrās, vai no tām var attīstīties ļaundabīgā audzēja šūnas.
Mūsu zinātnieku grupa izstrādā vēža marķieru komplektu, pēc kura varēs pateikt, vai laboratorijā kultivētās šūnas drīkst tālāk izmantot klīnikā. Ja marķieri parāda, piemēram, ka no cilmes šūnām var attīstīties ļaundabīgs audzējs, tās tālāk izmantot nedrīkst.
Zināms, ka Vācijā, Diseldorfā, kāds uzņēmums iedzīvotājiem jau pārdod no cilmes šūnām izgatavotus materiālus.
– Nevēlos apgalvot, ka tie ir slikti, bet tomēr iesaku izturēties piesardzīgi. Daudzi ļaudis uzskata, ka cilmes šūnas ir kā panaceja, kas spēj palīdzēt pret visām slimībām, bet tā nebūt nav. Pirms kāds iegādājas ārzemju zinātnisko centru izstrādājumus un maksā par tiem bargu naudu, jāpārliecinās, vai ir veikti klīniskie pētījumi un kādi ir to rezultāti, – uzsver Inese Čakstiņa.
Mākslīgās aknu šūnas – cīņā pret hepatītu
Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra zinātnieku grupai jau pirms dažiem gadiem no cilmes šūnām, kas iegūtas no taukaudiem, izdevās radīt aknu šūnu kultūrai līdzīgu kultūru, kuru var inficēt ar B hepatītu izraisošo vīrusu. Šis Latvijas zinātnieku veikums paver plašas iespējas turpmākiem B hepatīta pētījumiem, jaunas vakcīnas un medikamentu izstrādei. Zinātnieki jau sen cenšas izstrādāt jaunu, iedarbīgāku profilaktisko vakcīnu, kas spētu pasargāt ļaudis no saslimšanas ar B hepatītu, bet pētījumus līdz šim kavēja atbilstošu šūnu kultūru trūkums, kas nepieciešamas eksperimentiem ar topošajām vakcīnām un zāļu preparātiem. Šo apjomīgo pētījumu Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra zinātnieki paveica divos gados. Pirmie rezultāti ļauj cerēt, ka šis Latvijas zinātnieku atklājums palīdzēs izpētīt mehānismus, kas ir atbildīgi par B hepatīta infekcijas rašanos, un radīt pret šo slimību jaunas aizsardzības metodes. Līdz šim pētījumu attīstību kavēja tas, ka katru reizi, kad pētnieki plānoja veikt kādu eksperimentu, bija jāņem biopsija no cilvēka. Tāpēc aknu šūnu kultūrai līdzīgas kultūras radīšana bija ļoti aktuāla, uzsver Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra šūnu kultūru laboratorijas vadošā pētniece zinātņu doktore ANNA ZAJAKINA. Šo pētījumu veic par ERAF fonda līdzekļiem. Šobrīd pabeigta aptuveni trešā daļa no darba kopējā apjoma.
– Esam pierādījuši, ka laboratorijā radītās aknu šūnas var inficēt ar B hepatītu izraisošo vīrusu, bet šobrīd mums jānoskaidro, cik efektīva ir šī sistēma, salīdzinot ar citās zinātniskajās laboratorijās pasaulē radītajiem modeļiem. Un vai ar to mēs varēsim konkurēt, – uzsver Anna Zajakina.
– Līdz šim pasaulē uzskatīja, ka pieauguša cilvēka cilmes šūnas vai nu neinficējas ar hepatīta B vīrusu, vai arī, ja inficējas, šūnās šis vīruss nevairojas. Annas veiktie pētījumi pierāda, ka B hepatīta vīruss ne tikai inficē cilmes šūnas, bet arī spēj vairoties. Tas ir nopietns arguments, kas būtiski maina priekšstatu par B hepatīta infekciju, – stāsta SIA “Cilmes šūnu tehnoloģijas” direktors ULDIS BĒRZIŅŠ.
“Cilmes šūnu tehnoloģijas” ir vienīgais uzņēmums, kurš Latvijā nodarbojas ar cilmes šūnu izdalīšanu, attīrīšanu un pavairošanu. Tā ir Baltijā pirmā pieaugušo cilmes šūnu banka, piebilst Uldis Bērziņš. Uzņēmums patlaban strādā divos virzienos. Pirmais – no taukaudiem iegūst pieaugušo cilmes šūnas, iesaldē un ilgstoši uzglabā medicīniskām vajadzībām. Viena no potenciālajām cilmes šūnu izmantošanas jomām ir autoimūno saslimšanu, piemēram, Pemfigus, Krona slimības u. c. ārstēšana. Par cilmes šūnu pozitīvo iedarbību liecina pētījumi ar dzīvniekiem. Kādam sunim, kurš sirga ar hronisku autoimūno artrītu, pēc cilmes šūnu ievadīšanas vairs nebija jālieto lielas steroīdu devas, ko tas bija saņēmis piecus gadus. Otrs SIA “Cilmes šūnu tehnoloģijas” darbības virziens – veidot šūnu kultūru, ko var inficēt ar B hepatīta vīrusu.
Ārstē sirgstošos
Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas Ķīmijterapijas un hematoloģijas klīnikā jau vienpadsmit gadus cilmes šūnas izmanto ar ļaundabīgām asins slimībām sirgstošu pacientu ārstēšanā.
– Mūsu klīnikā kopumā ir reģistrētas četras tehnoloģijas, saistītas ar cilmes šūnu transplantāciju. Pirmā ir autologā cilmes šūnu transplantācija, ko lietojam jau kopš 2000. gada. Tas nozīmē, ka cilmes šūnas paņem no onkohematoloģiska pacienta, apstrādā un ievada šim pacientam atpakaļ. Tos pacientus, kuriem ieteicams veikt šo procedūru, rūpīgi atlasa, izvērtējot dažādus kritērijus. Otrā tehnoloģija – alogēnā asinsrades cilmes šūnu transplantācija no saderīga ģimenes donora – brāļa, māsas, retāk – vecākiem vai bērniem. Šo tehnoloģiju lietojam kopš 2006. gada. Trešā reģistrētā tehnoloģija – cilmes šūnu transplantācija no donora ārpus ģimenes. Ceturtā manipulācija – donoru limfocītu infūzija, kad līdzīgi kā cilmes šūnas ņem limfocītus. To biežāk lieto kā ārstniecisku manipulāciju pacientiem pēc alogēnas transplantācijas. Pagaidām mūsu klīnikā darbojas autologā un alogēnā cilmes šūnu transplantācija no saderīga ģimenes donora. Lai varētu ieviest alogēno cilmes šūnu transplantāciju no saderīga ārpusģimenes donora, līdz galam jāsakārto dokumentācija, – pastāstīja Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas (RAKUS) Ķīmijterapijas un hematoloģijas klīnikas 1. hematoloģijas – transplantācijas nodaļas vadītāja ILZE TROCIUKAS.
Pasaulē cilmes šūnas hematoloģijā izmanto jau vairāk nekā piecdesmit gadus. Onkohematoloģisko pacientu ārstēšanai izmanto asinsrades cilmes šūnas, ko iegūst no kaulu smadzenēm vai perifērās asinsrites. Tām piemīt spēja radīt jaunas kaulu smadzenes un asinsradi. Asinsrades cilmes šūnas savāc ar speciālu aparatūru no perifērām asinīm, stimulējot pacientu ar īpašiem medikamentiem.
Pirmo veiksmīgo cilmes šūnu transplantāciju onkohematoloģijā 1968. gadā veica Amerikā. Zinātnieki E. Donalls Tomass un Jozefs E. Murajs saņēma Nobela prēmiju par pirmo veiksmīgo alogēno cilmes šūnu transplantāciju un cilmes šūnu izpēti šajā medicīnas nozarē. Vēsturiski pirmo reizi par asinsrades cilmes šūnu transplantāciju sāka domāt pēc Pirmā pasaules kara, kad izmantoja tā saukto sinepju gāzi. Tā radīja smagus elpošanas sistēmas darbības traucējumus, visu orgānu bojājumus un asinsrades nomākumu, pēc kā iestājās nāve. Pirmoreiz transplantēt cilmes šūnas mēģināja pēc Otrā pasaules kara un atomuzbrukuma Japānai. Cilvēki, kas bija saņēmuši spēcīgu apstarojumu, masveidā mira, jo viņiem bija radīti neatgriezeniski kaulu smadzeņu bojājumi un iznīcināta asinsrade.
– Cilmes šūnu transplantācijas uzplaukums pasaulē sākās pēc tam, kad pētnieki atklāja leikocitāro antigēnu jeb HLA sistēmu. Tā ļauj precīzi noteikt, vai kāds konkrēts cilvēks var būt cilmes šūnu donors kādam pacientam. No 1968. līdz 1975. gadam sāka attīstīties autologā transplantācija akūtās leikozes slimniekiem. Viņiem injicēja viņu pašu cilmes šūnas, tāpēc izteikti labu rezultātu nebija. Šobrīd pacientus ar leikozi, kam pēc ķīmijterapijas kursa ir pilnībā iznīcinātas kaulu smadzenes, ārstē, ievadot saderīga ģimenes locekļa vai ārpusģimenes donora cilmes šūnas. Veco asinsradi nomaina ar jaunu. Un rezultāti ir labi, – pastāstīja ārste Ilze Trociukas. Šobrīd autologo kaulu smadzeņu transplantāciju galvenokārt veic gados jauniem pacientiem, kas sirgst ar mielomas slimību, pacientiem ar Hodžkina vai ne Hodžkina limfomu, kam standartķīmijterapija nav devusi vēlamo efektu, kā arī pacientiem, kam šī slimība atkārtojas un progresē. Alogēno transplantāciju lieto pacientiem, kas sirgst ar akūtu vai hronisku leikozi, arī pacientiem ar Hodžkina vai ne Hodžkina limfomu, ja cilmes šūnas nav iespējams iegūt no paša slimnieka. RAKUS Ķīmijterapijas un hematoloģijas klīnikas cilmes šūnu transplantācijas nodaļā autologo cilmes šūnu transplantācija veikta vairāk nekā simt pacientiem, bet alogēnā – aptuveni piecpadsmit ar onkohematoloģiskām slimībām sirgstošajiem.
Uzziņa Cilmes šūnas ir pamatšūnas, no kurām veidojas visas pārējās organisma šūnas, turklāt tām piemīt izteikta atjaunošanās un vairošanās spēja. Noteiktos apstākļos tās spēj pārvērsties par jebkuru no divsimt šūnu tipiem cilvēka organismā. Cilmes šūnu daudzuma samazināšanās saistīta ar cilvēka novecošanos, dzīvesveidu un ir ģenētiski noteikta. Bērniem, salīdzinot ar vecākiem cilvēkiem, ir 100 – 1000 reižu vairāk cilmes šūnu. Iegūst vairāku veidu cilmes šūnas – embrionālās – no apaugļotas blastocistas (Latvijā to ieguve ētisku apsvērumu dēļ ir aizliegta), nabassaites cilmes šūnas (nabassaites asinis var uzglabāt asinsbankā, klīniskie pētījumi ar šīm šūnām Latvijā nenotiek) un somatiskās, dēvētas arī par pieaugušo cilmes šūnām. Tās iegūst no pieauguša cilvēka kaulu smadzenēm, taukiem un ādas. |
