70 lat tradycji. Inspirujemy Prowokujemy Dyskutujemy

Regeneracja wspomagana

Człowiek jest gatunkiem, który żyje niespotykanie długo. Ale jeżeli nauczymy się utrzymywać nasze komórki macierzyste w dobrym stanie, jeżeli będą one sprawniej regenerować nasz organizm, średnią życia ludzi będzie można wydłużyć o kolejne 20–25 lat.

Czy powstanie medycyny regeneracyjnej bardzo zmieni nasze życie?
Z całą pewnością można tak powiedzieć! W ciągu ostatnich 100 lat jakość opieki medycznej niesamowicie się polepszyła, a długość życia człowieka wzrosła o około 30 lat.

To wydłużenie życia odbyło się głównie za sprawą zwalczenia chorób zakaźnych oraz dzięki rozwojowi farmakologii, która pozwala nam radzić sobie z takimi chorobami przewlekłymi, jak cukrzyca czy choroba wieńcowa. Jednak doszliśmy do pewnej granicy. Dalsze wydłużenie życia i poprawa jego jakości będzie zależeć głównie od medycyny regeneracyjnej. To jest przyszłość i ten kierunek będzie się bardzo mocno rozwijał.

Oczywiście nie bez problemów – trwają spory etyczne, pojawiają się problemy komercyjne, patentowanie technologii, dużo w tym też polityki. Ale kiedy odsiejemy te kwestie polityczne, odkryjemy, że jest to dobra droga.

W medycynie regeneracyjnej tkwi klucz do poprawy jakości życia i do jego wydłużenia.

Czym dokładnie jest medycyna regeneracyjna?
Definicja medycyny regeneracyjnej cały czas ulega modyfikacjom, ale ogólnie rzecz ujmując, jest to wykorzystanie różnych technik, mających na celu poprawę funkcjonowania uszkodzonych tkanek i narządów. Szczególną rolę odgrywają tu techniki wykorzystujące komórki macierzyste.

W tym podejściu mówimy o dwóch aspektach regeneracji. Z jednej strony, chodzi o działanie w sytuacji, kiedy coś już się uszkodziło, np. po zawale mięśnia sercowego, udarze mózgu, uszkodzeniu mięśni czy kości. Wtedy podanie komórek macierzystych będzie miało na celu odbudowanie tych tkanek. Ale z drugiej strony, o czym często się zapomina, można też będzie opracować różnego rodzaju techniki, które stymulowałyby bezpośrednio nasze komórki macierzyste obecne w organizmie do tego, żeby lepiej pracowały i lepiej samoodnawiały tkanki. Bo tak naprawdę my się cały czas regenerujemy. Gdybyśmy się spotkali za pół roku, to do tego czasu wiele naszych tkanek się samoodnowi. Będziemy bardzo podobnie wyglądać, ale wiele tkanek w naszych organizmach całkowicie się wymieni. Nabłonek jelita odnawia się co 3–4 dni. Cały nasz naskórek, który ma powierzchnię ok. 1,73m2, odnawia się co dwa tygodnie. Krwinki nieustannie się odnawiają. W niektórych narządach, np. sercu, ta samoodnowa jest dużo wolniejsza, ale również tam zachodzi. Starzenie się organizmu jest powiązane ze spadkiem wydolności komórek macierzystych. Jeśli będziemy w stanie polepszać żywotność tych komórek, będziemy tym samym dłużej żyli.

Czy komórki macierzyste są już używane do terapii, czy to dopiero wizja przyszłości?
Tak naprawdę użycie komórek macierzystych nie jest nowym pomysłem, bo od ponad 40 lat krwiotwórcze komórki macierzyste izolowane ze szpiku kostnego albo krwi pępowinowej, czy z mobilizowanej krwi obwodowej są wykorzystywane w leczeniu różnych schorzeń hematologicznych. Jeśli podamy komórki macierzyste odbudowujące układ krwiotwórczy u pacjenta z białaczką lub innymi schorzeniami szpiku, sprawimy, że odnowi się u niego hematopoeza, czyli proces krwiotwórczy. Można powiedzieć, że szereg specjalności klinicznych pozazdrościło hematologom tych spektakularnych wyników i próbuje teraz stosować komórki macierzyste w innego typu schorzeniach – w uszkodzeniach mięśnia sercowego, uszkodzeniach mózgu, rdzenia kręgowego, mięśni szkieletowych, kości czy nawet siatkówki oka. Ta lista ciągle się wydłuża. Prace nad nowymi strategiami korzystającymi z tych komórek cały czas trwają.

Wspomniał Pan Profesor o wpływie komórek macierzystych na długość życia. Na czym polega ta zależność?
Są pewne potwierdzone metody przedłużania życia u zwierząt. Jedną z nich jest restrykcja kaloryczna. Wiemy dzisiaj, że jeżeli ograniczymy spożycie kalorii, wpływa to pozytywnie na długość życia. Aktywność fizyczna jest kolejnym takim czynnikiem. Próbujemy z innymi naukowcami znaleźć powiązania między restrykcją kaloryczną i aktywnością fizyczną a funkcjonowaniem komórek macierzystych. Takie powiązania już są widoczne w warunkach doświadczalnych. Tu otwiera się pole do popisu dla nowoczesnej farmakologii. Uważam, że czeka nas rozwój farmakologii regeneracyjnej, która będzie opracowywała leki wpływające bezpośrednio na funkcjonowanie naszych komórek macierzystych.

Jak może to wpłynąć na długość ludzkiego życia?
Trzeba tu pamiętać o bardzo ważnej rzeczy – nie możemy rozdzielać jakości życia i jego wydłużenia, te dwa aspekty trzeba zawsze rozpatrywać razem. Być może nawet ważniejsze jest poprawienie jakości życia i sprawności osób starszych, ale granica życia na pewno jest znacznie dalej, niż nam się obecne wydaje.
Musimy też podkreślić jeszcze jedną rzecz. W świecie zwierząt, którego jesteśmy częścią, człowiek jest gatunkiem, który żyje niespotykanie długo! Dzisiaj to jest około 70–80 lat. Rekordzistką była Jeanne Louise Calment z Francji, która żyła 122 lata. Dla porównania, mysz żyje 2 lata, pies – około 12, koń – 21. W tej perspektywie ludzie żyją naprawdę długo. Ale jeżeli nauczymy się utrzymywać nasze komórki macierzyste w dobrym stanie, jeżeli będą one sprawniej regenerować nasz organizm, średnią życia ludzi będzie można wydłużyć o kolejne 20–25 lat.


Swego czasu komórki macierzyste budziły duże kontrowersje wśród etyków. Czy to się zmieniło?
Teraz, kiedy udało się sklonować zarodek ludzki, będziemy mieli jeszcze więcej takich kontrowersji. Ale zacznijmy od tego, skąd te kontrowersje się biorą. Zawsze stawiano pytanie o to, jakie komórki stosować w medycynie regeneracyjnej. W hematologii istnieją już sprawdzone rodzaje terapii stosowane od wielu lat, ale jeśli chodzi o inne gałęzie medycyny, które zajmują się uszkodzeniami mięśnia sercowego, mózgu, rdzenia kręgowego itd., to cały czas szukamy takiej komórki macierzystej, którą można byłoby bezpiecznie zastosować. Dziś takiej komórki jeszcze nie mamy.
Część naukowców była za tym, żeby stosować komórki macierzyste pobierane z zarodków, czyli embrionalne komórki macierzyste. Pojawiły się jednak szybko wahania etyczne. Argumentowano, że używanie komórek z zarodków kłóci się – szczególnie z punktu widzenia religii katolickiej – z poszanowaniem życia ludzkiego. I można powiedzieć, że komórki embrionalne są znane od ponad 20 lat, ale przez ten czas tak naprawdę nic z nimi nie zrobiono, nigdy nie zostały wprowadzone do leczenia klinicznego. Część środowiska naukowego ze względu na te wątpliwości moralne zaangażowała się w badania komórek macierzystych izolowanych z dorosłych tkanek.
Komórki izolowane z dorosłych tkanek – którymi również ja się zajmuję – są już stosowane w przypadkach różnego rodzaju zaburzeń, ale ich działanie jest jeszcze dalekie od tego, czego oczekujemy. Jak na razie działanie tego rodzaju komórek macierzystych w uszkodzonym mięśniu sercowym czy mózgu polega na efektach parakrynnych, to znaczy że komórki macierzyste wydzielają szereg czynników wzrostowych, bioaktywnych lipidów, które w jakiś sposób wspomagają regenerację uszkodzonych tkanek, ale same nie odtwarzają tych tkanek.
Teraz pojawia się jeszcze inny sposób pozyskiwania komórek macierzystych – z klonowanych zarodków. Do niedawana uważano, że nie da się klonować człowieka, że istnieje jakiś mechanizm blokujący, którego nie potrafimy ominąć. Natomiast kilka tygodni temu opublikowano w piśmie „Cell” artykuł, który dowodzi, że klonowanie ludzkich zarodków jest już możliwe. I zdaje się, że jesteśmy przez to u progu ogromnej wojny, która na nowo się rozpocznie w świecie nauki. Otworzyła się potencjalna droga do pozyskiwania komórek macierzystych do regenerowania ludzkich narządów, ale ocena etyczna ich pozyskiwania będzie się różniła w zależności od religii czy kultury. W religii katolickiej przyjmuje się, że życie zaczyna się w momencie zapłodnienia. Jednak w różnych innych religiach, życie zaczyna się później – w momencie wszczepienia zarodka do macicy. To jest około dwóch tygodni różnicy. Ludzie, którzy wychowali się w innej niż nasza religii czy innej kulturze, mogą uważać klonowanie zarodków za dopuszczalne. Przed nami więc prawdopodobnie kolejna wielka debata o tym, czy klonowanie zarodków jest etyczne czy też nie. Nawet jeśli w Polsce uznamy to za niemoralne, to niekoniecznie uda się ten kierunek rozwoju zatrzymać na świecie. Wiele krajów skorzysta z tej nowej możliwości.

Na jakim etapie są badania Pana zespołu?
Cały czas pracujemy nad komórkami macierzystymi pozyskiwanymi z dorosłych tkanek. My te komórki widzimy w tkankach i znamy już szereg korelacji, jakie zachodzą w modelach eksperymentalnych. Im więcej takich komórek znajduje się w tkankach, tym dłuższe jest życie zwierząt. A wiemy też, że te komórki przeżywają znaczenie lepiej u zwierząt, którym dostarczamy mniej kalorii. Uważam, że dojdziemy do takiego momentu, kiedy te komórki będziemy w stanie namnażać i wybudzać, ale potrzeba nam więcej mózgów i rąk do pracy nad tym projektem. Moja grupa badawcza jest wciąż niewielka, ale na szczęcie coraz więcej osób się włącza w nasze wysiłki, szczególnie w Stanach Zjednoczonych. Choć teraz, jak wspomniałem, klonowanie zarodków ludzkich znów może zmienić główny kierunek badań nad komórkami macierzystymi. Naukowcy, którzy nie podzielają obaw etycznych katolików, mogą częściej angażować się w prace nad komórkami embrionalnymi.
Trzeba jednak pamiętać, że z komórkami embrionalnymi wiąże się jeszcze inne ryzyko, a mianowicie takie, że komórki embrionalne nie do końca są poznane, nie potrafimy ich do końca kontrolować, a wiemy, że mogą tworzyć potworniaki, czyli guzy nowotworowe złożone z różnych rodzajów tkanek. Istnieje więc wciąż duże ryzyko stosowania tych komórek, choć ich badanie na pewno będzie ułatwione dzięki procesowi klonowania zarodków ludzkich.

A czym są tzw. indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste? Te komórki nie pochodzą z embrionów, więc nie powinny budzić wątpliwości etycznych.
Zanim opisano metodę klonowania ludzkich zarodków, trwały poszukiwania różnych źródeł komórek macierzystych. Jedna z tych metod polegała na tym, żeby pobrać w pełni wyspecjalizowanie komórki somatyczne z dorosłych tkanek i tak je zmutować, żeby się cofały do bardzo wczesnego etapu rozwoju i nabyły cech komórek macierzystych, czyli żeby stały się pluripotencjalne, a następnie, żeby mogły się różnicować na różne inne rodzaje komórek. Specjalnie używam słowa „zmutować”, bo w tej technice podawano mieszaninę genów, które ściśle rzecz ujmując, mutowały te komórki. Komórki te nie budziły kontrowersji etycznych, bo materiałem wyjściowym była komórka izolowana z dorosłej tkanki, np. fibroblast skóry czy komórka nabłonka drzewa oskrzelowego. Ale z drugiej strony, niestety te komórki indukowane także tworzą nowotwory i wykazują szereg zaburzeń genetycznych, więc ich wykorzystanie to według mnie igranie z ogniem. Choć muszę powiedzieć, że wielu moich kolegów łączy z tą metodą duże nadzieje.

Medycyna regeneracyjna to jednak nie tylko komórki macierzyste. W mediach coraz częściej pojawiają się doniesienia o wyhodowanych w laboratoriach fragmentach narządów. Na czym polegają takie metody leczenia?
Rzeczywiście pojawiały się informacje o wyhodowanych fragmentach tchawicy czy fragmentach pęcherza moczowego. Po takich doniesieniach ludzie często sobie wyobrażają, że ktoś wziął komórkę macierzystą i z niej w laboratorium wyrosły te tkanki, ale jest to bardziej skomplikowane i mówimy tu o nieco innej dziedzinie – inżynierii tkankowej. Żeby np. otrzymać taką tchawicę, trzeba najpierw pobrać podobny fragment tchawicy z czyichś zwłok, tak jak w przypadku zwykłego przeszczepu. Następnie trzeba usunąć wszystkie komórki, które znajdują się w tym pobranym fragmencie, żeby otrzymać w ten sposób potrzebne do zabiegu rusztowanie łącznotkankowe. Wygląda to w przypadku tchawicy jak jakaś wysuszona rurka. Następnie takie rusztowanie pokrywa się komórkami biorcy, ale nie są to komórki macierzyste. Używa się tu np. fibroblastów, które potocznie nazywa się komórkami macierzystymi mezenchemalnymi, ale to są tak naprawdę komórki już ustalone.
Tego typu techniki inżynierii tkankowej bardzo dobrze rokują, problemem jest tylko to, że często są przedstawiane ludziom w dużym uproszczeniu. Od dawna zresztą chirurdzy używali tkanek pacjenta, żeby uniknąć odrzucenia przeszczepu, np. kawałek powięzi mięśnia przeszczepiano na inny mięsień, żeby go wzmocnić. Teraz używa się rusztowań pokrytych komórkami pacjenta i to też jest jeden z działów medycyny regeneracyjnej.

Badania nad komórkami macierzystymi interesują nie tylko biologów i lekarzy. Były też tematem dwóch konferencji, które zorganizowano w Watykanie. Jaki jest cel tych wspólnych spotkań ludzi nauki i Kościoła?
Za czasów Jana Pawła II została utworzona Papieska Rada do spraw Kultury, która ma ułatwić dialog między Kościołem a światem nauki i kultury, co m.in. pozwala Kościołowi zajmować stanowisko wobec różnych zdobyczy cywilizacyjnych. Współpraca zainicjowana przez Papieską Radę polega na tym, że wspólnie staramy się zastanawiać nad kierunkami poszukiwań, rozpatrywać kwestie medyczne i etyczne. W przypadku medycyny regeneracyjnej priorytetem jest to, żebyśmy znaleźli etyczne sposoby pracy nad komórkami macierzystymi, które będzie można później bezpiecznie stosować w terapii.
Oczywiście Watykan stoi na stanowisku, że nie wolno klonować zarodków i że nie wolno stosować komórek embrionalnych, ale popiera badania nad komórkami macierzystymi z dorosłych tkanek. Ta droga opracowywania terapii jest bardzo długa, ale nie budzi zastrzeżeń etycznych.

Czy użycie komórek macierzystych jest regulowane prawnie, czy może regulacje nie są jeszcze potrzebne?
To jest bardzo dobre pytanie. Wiemy, że już odbywały się różne próby leczenia komórkami macierzystymi, które podawano do rdzenia kręgowego czy do mięśni szkieletowych pacjentów. To samo w sobie nie jest złe, ale takie działania muszą być uregulowane prawnie, a nie mamy jeszcze żadnych regulacji. Musi dopiero powstać nowa specjalność kliniczna – bo medycyna regeneracyjną jeszcze nią nie jest – i ta specjalność musi pewne normy wypracować. Dlaczego one są konieczne? Jeśli chcielibyśmy przetoczyć komuś preparat krwi, np. płytki krwi, to istnieje szereg różnych protokołów i wymagań, określających jak krew najpierw pobrać, jak ją przechować, w czym zawiesić te komórki, które chcemy podać, jak sprawdzić ich jakość, czy nie ma zakażenia etc. Niestety w medycynie regeneracyjnej takich norm jeszcze nie mamy, każdy może prowadzić terapię, jak chce, i oczywiście stara się to zrobić w miarę dobrze, ale to nie gwarantuje bezpieczeństwa tego typu procedur.
Dwa lata temu powołaliśmy Polskie Towarzystwo Medycyny Regeneracyjnej, którego mam zaszczyt być przewodniczącym. To Towarzystwo ma skupiać specjalistów: lekarzy, którzy stosują komórki macierzyste, biologów, etyków, prawników, żeby wypracować wspólnie normy, zastanowić się, co jest etyczne, co nie jest, ale też uregulować kwestie prawnie. Takie normy istnieją już dla użycia komórek macierzystych w hematologii. Teraz trzeba je opracować też dla lekarzy zajmujących się zawałami serca, udarami, innymi uszkodzeniami narządów.

Czy sądzi Pan Profesor, że kiedy medycyna regeneracyjna już się upowszechni, jej dobrodziejstwa będą dostępne dla wszystkich, czy raczej będą kosztownym luksusem dla wybrańców?
Chciałbym jeszcze raz podkreślić, że jest to medycyna, która polega w dużym stopniu na profilaktyce. Wiem, że dla wielu ludzi najważniejszy jest aspekt naprawczy – kiedy ktoś przeszedł zawał i trzeba coś zrobić, żeby ten mięsień sercowy zreperować. Ale jest jeszcze ta druga strona, niezwykle ważna – co robić, żeby nasze komórki macierzyste były jak najdłużej wydolne. Mamy już pewne tropy, takie jak wspomniana restrykcja kaloryczna, aktywność fizyczna, ale też przewidujemy opracowanie pewnych leków, które będą wpływały korzystnie na komórki macierzyste w naszych organizmach. Moim zdaniem ogromną rolę będą odgrywały działania profilaktyczne, a to nie będą drogie metody. Wracając zaś do sytuacji, kiedy już coś się stało, był zawał, udar itd., uważam, że wszystko idzie w kierunku dostępności różnych terapii. Ogólnie rzecz biorąc upowszechnienie przeróżnych technik prowadzi zazwyczaj do obniżania ich ceny, dlatego nie obawiałbym się, że korzystanie z nich będzie przywilejem bogaczy.

MARIUSZ ZDZISŁAW RATAJCZAK – prof. medycyny, hematolog, kierownik Katedry i Zakładu Fizjologii Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie, dyrektor Stem Cell Institute w James Graham Brown Cancer Center na Uniwersytecie w Louisville. Wraz z zespołem odkrył komórki VSEL (very small embrionic-like stem cells) przypominające funkcjonalnie macierzyste komórki zarodkowe, za co w 2006 r. otrzymał Nagrodę Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej

 
 

Dołącz do nas!

Prenumeratorzy zyskują więcej.

Zobacz ofertę!

Prenumerata