Noutăți

Primul om care primeste celule stem reprogramate de la o alta persoana pentru afectiuni oculare

Data publicării: vineri, 27 octombrie 2017

Primul om care primește celule stem reprogramate de la o altă persoană pentru afecțiuni oculare

 

Studiu clinic efectuat la Centrul RIKEN pentru dezvoltare în biologie  (Kobe, Japonia) privind degenerescența maculară legată de vârstă (DMLV), prin utilizarea de celule stem pluripotenţial induse

 

de Mihai Crăciun

 

 I. Despre celulele stem

Celulele stem sunt „celulele primordiale” ale organismului, celule nespecializate ce au extraordinara capacitate de a se transforma în celule specializate (nervoase, hepatice etc), putând astfel să reconstruiască țesuturi, organe sau chiar sistemul imun.

 Celulele stem au început să fie utilizate de la finalul anilor ’80, pentru regenerarea sângelui și a sistemului imun în cazul pacienților care fuseseră tratați prin chimioterapie. Aceste celule stem proveneau din măduva osoasă, iar tratamentul consta în efectuarea transplantului de măduvă.

Celulele stem cu cea mai mare capacitate de diferențiere (denumite pluripotente) pot fi izolate din embrioni umani, cu vârsta de câteva zile. Chiar dacă ele posedă o serie de calități unice, datorită aspectelor de natură etică și morală, utilizarea lor a fost restricționată.

Celulele stem non-embrionare se regăsesc în  mai multe organe sau țesuturi din corpul omenesc. În mod tradițional, celulele stem erau extrase din măduva osoasă, printr-o procedură dureroasă. Dezavantajul acestor celule stem este că ele au fost expuse deja factorilor de mediu, diferitelor tipuri de virusuri comune, îmbătrânirii, care le pot afecta funcționalitatea.

Alte surse de extragere a celulelor stem non-embrionare sunt țesutul adipos, sângele, dinții sau chiar pielea. Cele mai pure celule stem non-embrionare sunt cele izolate din cordonul ombilical. Chiar dacă și ele sunt considerate celule adulte, au avantajul de a nu fi fost expuse încă tuturor factorilor care afectează celulele stem din măduva spinării. Astfel, ele au o mai mare funcționalitate.

În functie de capacitatea celulelor de a se diferenţia în diferite categorii specializate de celule, se descriu 4 categorii de celule stem:

a). Celulele totipotente sunt celulele cu potenţial de diferenţiere în orice tip celular al organismului adult şi orice tip celular al membranelor extraembrionare (ex: placenta). Singurele celule totipotente sunt ovulul fertilizat şi primele 4 celule produse prin diviziunea acestuia;

b). Celulele pluripotente sunt celulele cu potenţial de diferentiere în orice tip celular al organismului adult, dar nu mai pot induce formarea membranelor extraembrionare;

c). Celule multipotente sunt celulele ce se diferenţiază într-un numar limitat de celule, celule înrudite funcţional, şi se pot izola din organismul adult;

d). Celule unipotente sunt celulele care se pot diferenţia doar într-un singur tip celular functional.

 

 II. Celule stem embrionare(ESCs din engleză „embryonic stem cells”)

Celulele stem din sângele sau țesutul ombilical (denumite celule stem embrionare) sunt mai tinere din punct de vedere biologic și au o capacitate mai mare de diferențiere față de celulele stem adulte, provenite din surse ca măduva osoasă.

Ele prezintă, în plus, o serie de proprietăți unice:

  • Mai puține riscuri de a fi respinse atunci când sunt utilizate pentru transplant;
  • Sunt disponibile imediat și pot micșora evoluția bolii la un minimum, atunci când sunt utilizate în tratamentele timpurii;
  • Stocarea le protejează de îmbătrânire și de expunere la factori de mediu și virusuri comune, care le pot scădea funcționalitatea;
  • Recoltarea celulelor stem din cordonul ombilical este simplă, sigură și nedureroasă, spre deosebire de recoltarea celulelor adulte, cum sunt cele din măduva osoasă.

Există în prezent 3 tipuri de celule stem care pot fi separate din sângele sau țesutul cordonului ombilical:

  1. Celulele stem hematopoietice – sunt extrase din sângele cordonului ombilical și sunt responsabile pentru producerea componentelor sângelui:
  • Celulele roșii, care transportă oxigen către organism;
  • Celulele albe, ce constituie sistemul imun;
  • Plachetele implicate în coagularea sângelui.
  1.   Celulele stem mezenchimale, extrase din țesutul cordonului ombilical, reprezintă o categorie unică de celule stem, datorită celor 2 proprietăți importante pe care le dețin:
  • Abilitatea de a ține sub control și de a reduce inflamațiile;
  • Stimulează și accelerează regenerarea țesuturilor;
  1. Celulele stem endoteliale, separate, de asemenea, din țesutul cordonului ombilical, joacă un rol important în formarea de noi vase de sânge și în regenerarea țesutului cardiac, cerebral și cutanat (al pielii).

III. Celulele stem pluripotenţial induse (IPSCs- din engleză „induced pluripotent stem cells”)

Pentru o perioadă de timp, embrionii au fost sursă pentru producerea celulelor stem, dar acest lucru a ridicat o serie de dezbateri și obiecții de natură etică și religioasă. Din acest motiv, cercetătorii nu au putut realiza pentru multă vreme suficiente cercetări privind posibilitățile pe care aceste celule le oferă.

Acest lucru s-a schimbat fundamental în momentul în care, în anul 2006, un cercetător (Shinya Yamanaka, Japonia) a descoperit faptul că și celulele stem adulte puteau fi reprogramate în orice alt tip de celule, printr-o modificare genetică. În octombrie 2012, Shinya Yamanaka şi John Gurdon, au primit Premiul Nobel "pentru descoperirea faptului că celulele mature pot fi reprogramate pentru a deveni pluripotente".

Aceste celule se numesc celule stem pluripotente induse. Acest tip de celule sunt dezvoltate în prezent, în diverse laboratoare din întreaga lume, în vederea creării de noi țesuturi și de noi tratamente.

Atât celulele stem embrionare cât și celulele stem pluripotente induse au capacitatea de a se multiplica și pot fi reprogramate în alte tipuri de celule. Cu toate acestea, ele nu sunt identice, iar oamenii de știință continuă să facă cercetări în acest sens. Se pare că anumite gene ale IPS se comportă în mod diferit de cele ale celulelor stem embrionare.

Sursa principală a iPSCs este pielea, dar o parte dintre acestea sunt prelevate din sânge sau din celule stem mezenchimale, care generează țesuturi conjuctive. Însă, indiferent de sursa de proveniență, acest tip de celule ar putea în viitor înlocui orice alt tip de celule. Astfel, ele oferă o speranță reală că orice țesut ar putea fi reconstituit, fiind posibilă tratarea unor boli considerate momentan incurabile. În plus, faptul că acestea provin din organismul pacientului constituie un alt avantaj, deoarece riscul ca sistemul imunitar să le respingă este mult mai scăzut.

 

 IV. Primul om care primește celule stem pluripotenţial induse (IPSCs)de la o altă persoană

La 1 februarie 2017, Ministerul Sănătății din Japonia a aprobat un studiu cu cinci pacienți prin folosireacelulelor stem pluripotenţial induse (IPSCs)create din celule de la donatori (nu de la participanții înșiși, aşa cum a fost cazul unui studiu clinic anterior din 2014).

La 28 martie 2017, un bărbat japonez din prefectura Hyogo din Japonia, în vârstă de peste 60 ani, a devenit prima persoană care a primit celule derivate din celulele stem pluripotente induse (iPSCs) donate de o altă persoană.

În această procedură, celulele pielii de la un donator anonim au fost reprogramate în celule iPSCs și apoi transformate într-un tip de celulă retiniană, care la rândul ei a fost transplantată pe retina pacientului cu degenerescență maculară legată de vârstă. Medicii speră că celulele vor opri progresia bolii.

În timpul operației de o oră, efectuată la Spitalul Centrului Medical din Kobe, Japonia, de o echipă condusă de chirurgulYasuo Kurimoto, au fost injectate 50 de microlitri de lichid conținând 250.000 de celule epiteliale pigmentare retiniene în retina ochiului drept al pacientului.

La o conferință de presă după procedură, dna dr. Masayo Takahashi (lider de proiect - Laboratorul de regenerare a retinei din cadrul Centrului RIKEN pentru dezvoltare în biologie, Kobe, Japonia)a spus că operația a mers bine, dar succesul nu poate fi declarat fără a monitoriza evoluţia celulelor introduse.

 

V. Banca de celule stem

Utilizarea celulelor iPSCs dezvoltate de la un donator nu oferă o potrivire genetică exactă, ceea ce ridică perspectiva respingerii imune. Din acest motiv, Shinya Yamanaka (laureatul premiului nobil în 2012 pentru descoperirea celulelor stem pluripotenţial induse) înfiinţeazăîn Japonia o bancă de celule iPSCs care depinde de donatori care se potrivesc cu beneficiarii pe baza a trei gene care codifică „antigenele leucocitare umane” (HLA) - proteinele de pe suprafața celulelor care sunt implicate în declanșarea reacțiilor imune.

Stocul său de celule iPSCs pentru medicina regenerativă are în prezent linii celulare de la un singur donator. Dar până în martie 2018, el și colegii săi speră să creeze linii celulare caracterizate prin HLA de la 5-10 donatori diferiți, care ar trebui să se potrivească cu 30-50% din populația Japoniei.

Celulele din bancă sunt disponibile imediat (spre deosebire de o așteptare de câteva luni pentru cultivarea celulelor proprii ale pacientului) și sunt mult mai ieftine.

Vor urma şi alte articole privind utilizarea celulelor stem în cercetarea regenerării ţesutului retinian.

Surse:

- https://www.lifeline.com.ro/beneficiile-stocarii/abc-ul-despre-celule-stem

- http://celulelestem.ro/despre-celulele-stem/2219931.html

- http://www.cdb.riken.jp/en/news/2014/researches/0915_3047.html(articol „Transplantul de ţesut epiteliul pigmentar retinian derivate din iPSC în primul pacient cu degenerescența maculară legată de vârstă”)

- https://www.nature.com/news/japanese-man-is-first-to-receive-reprogrammed-stem-cells-from-another-person-1.21730) (articol „Un japonez – primul om care primește celule stem reprogramate de la o altă persoană”, 28 martie 2017)