|
|
|
|
Prilog priredila dr sc. Danica Marković, Katedra za histologiju i embriologiju, Fakultet veterinarske medicine Beograd
Regenerativna medicina danas
Mogućnosti i zablude
Potreba da se produži život i poboljša njegov kvalitet nije kreacija današnjice kao što nam se čini, ona je ukorenjena u ljudskoj prirodi i postoji u civilizacijskim tekovinama kao činjenica.
Tako su Kinezi, Asteci i Rimljani koristili zlato u zubarstvu pre više od 2000 godina. Poznato je u istoriji da su primenjivane staklene oči i drveni zubi. Prvi relevantni dokazi o primeni životinjske kosti kod čoveka (ksenogena transplantacija) potiču iz XVII veka u Holandiji.
|
Korišćenje spongiozne kosti (autogena transplantacija) sa čoveka na čoveka imala je nužnu primenu u ratnoj hirurgiji tokom Prvog, a potom i Drugog svetskog rata. Početkom XX veka počinje ekspanzija u proizvodnji plastike i drugih veštačkih materijala, čija je proizvodnja i cena bila sve povoljnija za upotrebu u medicini. Polimetil-metakrilat (PMMA) uveden je u stomatologiji 1937. Tokom Drugog svetskog rata, ljuspice od PMMA nastale razbijanjem tornjeva artiljerijskom vatrom, dospevale su u oči pilota. Tada je već nagovešteno da neki materijali mogu izazvati samo slabu, odnosno „mlaku” reakciju stranog tela. Odmah posle rata, Voorhees je eksperimentisao sa platnom padobrana (Vinzon N) u cilju vaskularne protetike. U 1958. kardiohirurg Rob dao je sugestiju da bi hirurzi mogli posetiti svoje obližnje trgovine tekstila u cilju nabavljanja materijala za vaskularne proteze. Ranih šezdesetih, Čarnli je i koristio PMMA, ultra-visoko molekularni polietilen, i nerđajući čelik za totalnu zamenu kuka.
Dok su ove primene sintetičkih materijala u medicini obuhvatale dobar deo pisane istorije, termin „biomaterijal” nije postojao. Sve uspešnije primene ovih materijala dovodi do formiranja Društva za biomaterijale 1975. Pojedini lekari i vizionari koji su implantirali raznovrsne materijale morali su da rade na usavršavanju ovih materijala da bi našli rešenje za narastajuće, često opasne po život medicinske probleme. Posle Klempson simpozijuma, organizovana su istraživanja i inženjeri su poboljšavali materijale koji odgovaraju specifičnim kriterijumima za život u in vivo uslovima. Stvoren je pojam biokompatabilnosti materijala koji je zahtevao precizan protokol provere prirode materijala u naučnim istpitivanjima, odnosno njegovog prihvatanja od strane organizma i potpuno neškodljivog dejstva u in vivo uslovima u smislu teratogenosti, toksičnosti, kancerogenosti ili bilo kakvog štetnog uticaja koji bi mogao da se stvori u živom organizmu nakon unošenja stranog tela. Od ovog termina „biomaterijali” razvila se jedinstvena naučna disciplina. Evolucija ovog polja i Društva za biomaterijale blisko su povezani. Od ideja za biomaterijale, od kojih mnoge potiču iz društvenih skupova i simpozijuma, razvila su se i druga polja. Distribucija lekova, biosenzori i bioseparacije, duguju mnogo biomaterijalima. Sada postoje akademska odeljenja biomaterijala, mnogi programi namenjeni biomaterijalima, centri za ispitivanje u kojima rade naučnici posvećeni edukaciji i istraživanju na polju biomaterijala i inženjeringa. Paralelnim istraživanjima i edukacionom naporu, razvilo se hiljade kompanija koje se bave objedinjavanjem biomaterijala u naprave za medicinske namene.
Iskustvo u medicini je utvrdilo da su terapije koje podržavaju prirodne procese stvaranja i obnavljanja ćelija i tkiva u telu, one koje te tokove prate ili ih imitiraju i da one kao takve dovode do najboljih rezultata. Osim kada se radi o borbi sa direktnim uzročnicima kakvi su mikrooganizmi, toksini, tj. infekcije koje su obično akutne i medikamentozno se rešavaju lekovima, u većini slučajeva kada su u pitanju hronična oboljenja koja su dugotrajnog karaktera ili oštećenja i disfunkcionalnosti pojedinih organskih struktura, došlo se do zaključka da bi metode lečenja zamenom zdravih ćelija i indukcijom njihove proliferacije, ili zamenom obolelih i dotrajalih delova našeg organizma bile veoma dobar način lečenja koji pruža nadu mnogim problemima današnjeg čoveka. Tako se razvila nova grana istraživanja koja se bazira na terapiji ćelijama koje su svojstvene obolelom tkivu i dobijaju se od jedinke koja je obolela ili jedinke iste vrste, s jedne strane i razvojem tkivnog inženjeringa(TI) s druge. TI koristi odgovarajuće ćelije (one ćelije koje želimo da zamenimo ili nadomestimo u obolelom tkivu) koje uzimaju lekari sa određenog mesta iz tela pacijenta i pripremaju ih u medijumima za kulturu tkiva, biomaterijale koji imitiraju prirodno okruženje obolelog tkiva ili organa i stvorili su ih inženjeri tehnologije i bioreaktore (procesore) koje su konstruisali fizičari i hemičari u kojima se prve dve komponente (ćelije + biomaterijal) obrađuju i koji pomažu da se veštački stvore uslovi kakvi postoje u in vivo okruženju, to jest na datom mestu u organizmu. Ti uslovi omogućavaju održavanje temperature, vlage, PH vrednosti, priliv kiseonika i mnogo drugih faktora koji će omogućiti matičnim ćelijama u kulturi proliferisanim (umnoženim) da se povežu i sjedine sa biomaterijalom koji oponaša strukturu tkiva odakle su uzete oštećene ćelije. Taj postupak se zove inženjerstvo tkiva.
Ono što obeležava nauku u oblasti regenerativne medicine poslednje decenije, i svakako otkrića koja će promeniti medicinu trećeg milenijuma, su upravo otkrivanja mnogih novih mogućnosti terapije ćelijama, popularno - upotreba matičnih ćelija u terapijama, i dostignuća tkivnog inženjeringa. Naučni timovi koji se danas bave istraživanjima u ovoj oblasti medicine nisu više samo medicinski stručnjaci već uz njih ravnopravno se uključuju i udružuju iskustva različitih profila: od eksperata za nanotehnologiju i nauku o genomu, do hemijskog inženjerstva i nauke o materijalima.
Po definiciji REGENERATIVNA MEDICINA je interdisciplinarno polje istraživanja i kliničke primene bazirano na obnovi, nadoknadi i oporavljanju ćelija, tkiva i organa u ponovnom upostavljanju oštećenih funkcija izazvanih bilo kojim uzročnikom: urođenom defektu, povredama ili starenjem.
Matične ćelije (MĆ) se definišu kao ćelije koje su nediferentovane, imaju visok proliferativni potencijal, sposobnost samoobnove i diferencijacije u različite ćelije jednog ili više tkiva. MĆ mogu poreklom biti embrionalne, fetalne i adultne.
Trenutno, za medicinu najznačanije su embrionalne i adultne MĆ. Od adultnih MĆ najviše se ispituju terapijske mogućnosti matičnih ćelija hematopoeze (MĆH) i mezenhimalnih matičnih ćelija (MMĆ) kao i indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija (IPMĆ). U humanoj medicini, MĆH se koriste u terapiji maligniteta hematopoetskog tkiva već oko 40 godina. U veterinarskoj medicini, poslednjih nekoliko godina se komercijalno primenjuje autologa transplantacija MMĆ za terapiju tendinitisa kod konja i osteoartritisa kod pasa.
Prednosti ovih terapija bile bi sledeće:
Ćelije se uzimaju iz tkiva pacijenta
Rastu u kulturi tkiva sa ili bez biomaterijala
Pružaju odgovarajuće hemijske supstrate za proizvodnju ćelija koje su neophodne
Vrše zamenu u tkivu pacijenta
Sledeća na listi primenljivosti u medicinskoj upotrebi tretiranja pacijenata adultnim matičnim ćelijama, nakon matičnih ćelija hematopoeze, svakako bi bila upotreba matičnih ćelija masnog tkiva. Primena sopstvenog masnog tkiva je već uspešno proverena u estetskoj rekonstruktivnoj hirurgiji, a kao nadoknada povređenog koštanog tkiva odvijala bi se po sledećem redosledu:
Osim terapijom ćelijama u regenerativnoj medicini sve je više dostignuća koja spadaju u tkivni inženjering.
Tkivni inženjering predstavlja način tretiranja u kome se ćelije uzete iz tela pacijenta(1) umnožavaju u ćelijskoj kulturi(2) nakon čega se proliferisana ćelijska kultura zasadi u odgovarajući nosač u kome, po potrebama pojedinačnih tkiva, budu dodati specifični faktori rasta i citokini (3). Ovakav materijal se obrađuje u bioprocesorima(3) a nakon toga obrađen materijal se smešta u kulturu tkiva(4) onoliko vremena koliko je potrebno za specifično tkivo koje želimo da napravimo i na kraju se laboratorijski proizvod dobijen tkivnim inženjerstvom vraća na oštećeno ili obolelo mesto pacijenta (5).
Predviđa se da će se u laboratorijama u budućim decenijama projektovati mnogi organi koji će moći da zamene oboleli organ u telu čoveka ili životinje, počev od jednostavnih kakvo je očno sočivo i rožnjača oka - što će moći da uđe u kliničku praksu do kraja sledeće decenije, do veoma složenih organa poput srca. Napredak tehnologije je ogroman i daje mnoge mogućnosti. Nažalost, napredak i mogućnosti tkiva sisarske vrste su ograničene i vekovima slične - kada govorimo o promenama i prilagođavanju novim uslovima - i to je razlog neophodnosti mnogih provera koje treba da uslede pre upotrebe ovih metoda.
Obećanja su brojna i mi ih već možemo čuti sa mnogih strana. Ali, u ovoj oblasti istraživanja koja je sada u procvatu, kao i u mnogim drugima, postoji jedan ozbiljan problem ili bar racionalna zadrška na koju će vam skrenuti pažnju svi ozbiljni i odgovorni stručnjaci. Oni će zanemariti senzacionalistički pristup i upozoriti vas da je većina ovih dostignuća, trenutno - najvećim svojim delom - u eksperimentalnoj fazi i još je daleko od prave primene. Ogromna je razlika između uspešnih rezultata skrojenih u eksperimentalnim uslovima i na eksperimentalnim modelima i sprovođenja terapijske procedure u kliničkoj praksi.
Da bi neki novitet u regenerativnoj medicini dobio dozvolu za kliničku upotrebu treba da prođe brojna eksperimentalna testiranja i provere, pre svega na životinjskim, eksperimentalnim modelima i u laboratorijama, da prođe proceduru provere kompatibilnosti dobijenih struktura u in vivo uslovima predviđene međunarodnim, ISO standardima, i nakon svega treba da dobije proveru vremena koje nalaže praksa i iskustvo kada su u pitanju nove metode lečenja. Tek tada se može za neki proizvod ili postupak reći da je bezbedan i dobar. Zato treba biti obazriv. Budućnost nam zaista donosi ogromne mogućnosti u ovom pravcu ali s primenom u lečenju treba sačekati neko vreme.
Pomenućemo samo neke od nepredvidivosti koje se kriju iza upotrebe sve popularnijih matičnih ćelija.
Kada govorimo o embrionalnim matičnim ćelijama, i fetalnim ćelijama, onima koje se pogrešno pominju kao zlokobni predznaci kloniranja sisarskog organizma (kloniranje podrazumeva potpuno drugačiji postupak od metoda koje se pominju u vezi s dobijanjem matičnih ćelija), negativne stvari ovih samoobnavljajućih, pluripotentnih ćelija (što znači da imaju sposobnost da rekonstrušu deo sisarskog organizma ili grupacije tkiva u organizmu sa stabilnim fenotipom), najveća opasnost ovih ćelija je što one sa svojim neverovatnim kapacitetom za stvaranje, rast i obnovu - kao takve - nose svojstva koja imaju i kancerogene ćelije, a to je nepredvidiv i nekontrolisan rast - čiji mehanizam ne znamo u potpunosti - i samim tim nemogućnost zaustavljanja tog rasta u datim terapeutskim uslovima i željenom ishodu. Ne možemo biti sigurni bez odgovarajućih provera, koje podrazumevaju i vreme nakon neke primene novog materijala ili ćelije u naš organizam, kako će se ona ponašati i šta će napraviti u toku dužeg vremena i pod promenom uslova u organizmu, kao što je npr. napad nekog mikroorganizma ili promene na nekom drugom nivou. Mnogo takvih hipotetičkih negativnih i ograničavajućih uslova treba hipotetički predvideti i posebno ih ispitati pre nego se za neku novu metodu, materijal, ili ćelijsku terapiju može reći da je ona potpuno bezbedna i uspešna. Nesavesna primena i brojne reklame o upotrebi matičnih ćelija već možete videti u zvaničnim medijima i kod nas i van naše zemlje. Primena ovih postupaka na nekim klinikama u svetu dovela je do neželjenog ishoda.
Ograničenost upotrebe drugog tipa matičnih ćelija - adultnih ćelija - odnosi se na ograničenu mogućnost uzimanja količine tkiva potrebnog za obnovu jer se ćelije uzimaju direktno iz tela pacijenta. Mala populacija uslovljava ograničenost rasta (proliferacije) ovih ćelija, uz to postupak dovodi do ne velikog ali nužnog oštećenja dela tkiva pacijenta prilikom uzimanja uzorka i, na kraju, činjenicu da su ove i ovako dobijene ćelije ograničene starosnim dobom i starenjem donatorskog tkiva, to jest organizma sa kojeg je uzorak uzet.
Postoje neki tretmani koji su uspešno sprovedeni i o tome su publikovani mnogi izveštaji i u stručnoj i u popularnoj štampi:
Za sada, proverena i najuspešnija primena matičnih ćelija odnosi se na transplantaciju matičnih ćelija koštane srži koja se koristi kod nekih malignih oboljenja koštane srži, kao što je slučaj sa akutnom mijeloidnom leukemijom.
Kod dijabetesa postoji mogućnost da se transplantiraju ćelije koje će biti sposobne da proizvode insulin. Realni problem koji se u ovom slučaju javlja je da se nakon takvog postupka, posle transplantiranja zrelih, diferentovanih ćelija koje proizvode insulin, posle određenog biološki predvidivog vremena dolazi do njihove apoptoze - ćelijske smrti, nakon čega se ponovo javlja isti problem tj. nemogućnosti u lučenju insulina.
Ono što bi bilo rešenje je sačiniti takvu ćeliju, insulocit, takav noviji model, koja će biti u stanju da na duži rok proizvodi insulin.
U kardiologiji se trenutno unapređuju načini zasnovani na upotrebi mezenhimalnih matičnih ćelija koje na eksperimantalnom modelu daju dobre rezulate, a pojedine od njih i na nivou kliničke upotrebe, kao npr. kod terapije infarkta srca i hronične insuficijencije srca.
Takođe je ohrabrujuća vest mogućnost primene ovih metoda u neuroregenerativnim terapijama, u kojima je najviše primećeno manjkavosti u klasičnim tretmanima lekovima. Takva novina vidi se u mogućnosti tretmana matičnim ćelijama posle povrede kičmene moždine i odnosi se na uspostavljanje motorne funkcije ili senzibiliteta nakon oštećenja kičmene moždine. Pozitivni rezultati na eksperimentalnim modelima daju nadu u ovom smeru.
Terapijska primena embrionalnih matičnih ćelija (EMĆ) i indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija (IPMĆ) je još veoma daleko. Njihova velika prednost je izuzetan proliferativni potencijal i pluripotentnost i moguće je da će njihov najveći značaj biti u tkivno specifičnim ex vivo toksikološkim i farmakološkim ispitivanjma. Veliki značaj ispitivanja različitih MĆ leži u činjenici da se kontinuirano otkrivaju mehanizmi regulacije obnavljanja tkiva i poremećaja koji leže u osnovi mnogih oboljenja, što je put ka pronalasku novih terapijskih mogućnosti.
Mnogo različitih istraživačkih grupa bavi se eksperimentalnim radovima na polju regenerativne medicine. Jedna od uspešnijih je grupa dr Vere Todorović, profesorke Stomatološkog fakultetu u Pančevu, prodekana za nauku na Stomatološkom fakultetu u Pančevu i prorektora za nauku na Univerzitetu „Privredna akademija“ Novi Sad, i profesorke na Visokoj školi Vojnomedicinske akademije, Univerziteta odbrane u Beogradu, na predmetu histologija i embriologija. Ona je već godinama rukovodilac i saradnik-istraživač na mnogim vodećim domaćim i međunarodnim projektima u medicini, a poslednjih godina nekoliko institucija upravo rade na proučavanju matičnih ćelija i njihovih mogućih kliničkih primena u stomatologiji i veterini.
Takvi su projekti:
MATIČNE ĆELIJE ZUBNE PULPE – MOLEKULSKE I FUNKCIONALNE KARAKTERISTIKE I ZNAČAJ U REGENERACIJI TKIVA ZUBA (156017B),
COST Action MP 1005: From nano to macro biomaterials; DESIGN, PROCESSING, CHARACTERIZATION, MODELING AND APPLICATIONS TO STEM CELLS IN REGENERATIVE ORTHOPEDIC AND DENTAL MEDICINE (NAMABIO).
ANTIOKSIDATIVNA ZAŠTITA I POTENCIJALI ZA DIFERENCIJACIJU I REGENERACIJU MEZENHIMALNIH MATIČNIH ĆELIJA IZ RAZLIČITIH TKIVA TOKOM PROCESA STARENJA je projekat koji se trenutno sprovodi i na Fakultetu veterinarske medicine u kome je rukovodilac tima dr Milica Kovačević-Filipović, vanredni profesor patofize na istom fakultetu, gde pored profesorke Vere Todorović, koja je inicirala koncept projekta, sarađuju kolege sa različitih klinika, institutskih i bazičnih predmeta, kao i nekoliko doktoranata (dve saradnice, istraživači projekta na fotografiji).
|
|
|
|
|
|
