Komórki macierzyste w leczeniu cukrzycy

Cukrzyca typu 1 ujawnia się zwykle, choć nie jest to zasadą, u ludzi w młodym wieku lub u dzieci. Ten rodzaj cukrzycy związany jest z procesem autoimmunologicznym doprowadzającym do niszczenia trzustki, a tym samym komórek produkujących insulinę (komórek beta). Innymi słowy możemy powiedzieć, że organizm, uaktywniając swój układ odpornościowy, poprzez proces autoagresji, doprowadza do samozniszczenia. W pewnym stopniu jest to choroba dziedziczna, jednakże niektóre czynniki środowiskowe (np. wirusy, substancje chemiczne) mogą doprowadzić do wyzwolenia reakcji prowadzących do rozwoju cukrzycy.

Cukrzyca typu 2 ujawnia się zwykle w wieku starszym i u osób po 45. roku życia. W tym przypadku także dochodzi do niszczenia komórek produkujących insulinę, ale proces nie jest tak bardzo nasilony i rozłożony w czasie. W obu typach dochodzi do tego, że stężenie glukozy we krwi znacznie wzrasta, dlatego bardzo ważne jest by poziom glikemii był cały czas kontrolowany.

Klasyczna terapia cukrzycy typu 1 opiera się praktycznie na leczeniu insuliną do końca życia. Jest ono konieczne, ponieważ trzustka nie produkuje w ogóle insuliny. W cukrzycy typu 2 leczenie rozpoczyna się zazwyczaj od modyfikacji stylu życia, a przede wszystkim diety. Następnie chory zaczyna przyjmować doustne leki przeciwcukrzycowe. Gdy ten rodzaj leczenia nie przynosi efektów, w ostateczności choremu podaje się insulinę.

Leczenie cukrzycy, a szczególnie cukrzycy typu 1 jest bardzo trudne. Wymaga odpowiednich modyfikacji dawek insuliny w zależności od przyjmowanych posiłków oraz wysiłków fizycznych. Chory musi dokładnie poznać swoją chorobę, gdyż to on w dużej mierze jest odpowiedzialny za swój stan zdrowia.

Nie możemy zapominać, że duży odsetek chorych na cukrzycę stanowią dzieci. Naukowcy stale próbują opracowywać nowe metody leczenia, aby uprościć choremu życie. Alternatywnym sposobem leczenia cukrzycy typu 1 mogą okazać się komórki macierzyste, które z powodzeniem są stosowane w leczeniu wielu innych chorób z kręgu autoimmunologicznych (np. reumatoidalne zapalenie stawów).

Cukrzyca a odkrycia przyszłości

Komórki macierzyste są specyficznym typem komórek w ciele ludzkim. Maja one zdolność zastępowania obumarłych, zniszczonych, niefunkcjonujących komórek. Możemy wyróżnić kilka typów komórek macierzystych. Są wśród nich komórki totipotencjalne, mogące różnicować się w każdy typ komórek danego organizmu, komórki pluripotencjalne, których różnicowanie jest ograniczone do trzech listków zarodkowych, komórki multipotencjalne, mogące różnicować się w obrębie jednego listka zarodkowego i komórki unipotencjalne, dające jeden konkretny typ komórek.

Źródło komórek macierzystych

Źródłem komórek macierzystych jest ludzka krew obwodowa, szpik kostny oraz krew pępowinowa. Eksperymentalna terapia z użyciem komórek macierzystych pozwoli chorym na cukrzycę typu 1, na kilka lat zrezygnować z codziennych zastrzyków insuliny. Jest mało prawdopodobne, aby komórki macierzyste mogły przynieść korzyść terapeutyczna w leczeniu cukrzycy typu 2, gdyż u podłoża choroby leżą inne czynniki.

Grupa amerykańskich i brazylijskich ekspertów przeprowadziła doświadczenie, które pozwala z optymizmem patrzyć w przyszłość. Celem badania było powstrzymanie układu odpornościowego pacjenta z cukrzycą typu 1 przed niszczeniem własnych komórek produkujących w trzustce insulinę. Naukowcy z Uniwersytetu Northwestern w Chicago oraz Regionalnego Centrum Krwi w Brazylii wyłonili grupę osób z niedawno zdiagnozowaną cukrzyca typu 1 i pobrali z ich własnej krwi komórki macierzyste.

Następnie w warunkach laboratoryjnych uzyskane komórki poddali niewielkiej chemioterapii, celem zniwelowania ich autoagresji, a następnie ponownie wszczepili chorym. Taką terapie nazywany autologiczną transplantacją hematopoetycznych komórek macierzystych. Uzyskane wyniki były niezwykle korzystne. W większości przypadków udało się uniezależnić chorych od insuliny podawanej dożylnie, w zależności od chorego na okres od 1 do 36 miesięcy.

W jaki sposób działają komórki macierzyste?

Istnieją dwie równie prawdopodobne teorie. Pierwsza z nich zakłada produkcję nowej populacji komórek układu immunologicznego, która nie atakowałaby trzustki. Za tą teorią przemawia być może fakt braku odpowiedzi na leczenie u jednego chorego z wyselekcjonowanej grupy. Zdaniem autorów projektu jest mało prawdopodobne, aby terapia, mogła działać u chorych, u których cukrzycę zdiagnozowano ponad trzy miesiące wcześniej.

W tym czasie wadliwie funkcjonujący układ odpornościowy jest w stanie zniszczyć, w trzustce wszystkie komórki produkujące insulinę. Druga teoria dopuszcza możliwość zastąpienia nieaktywnych komórek trzustkowych, biorących udział w produkcji insuliny nowymi, zdolnymi do produkcji. Zdaniem badaczy zastosowanie komórek macierzystych na szeroką skalę, w leczeniu cukrzycy typu 1 stanie się możliwe za kilka lat.

Nowy typ terapii przeciwcukrzycowej

Innego typu badania przeprowadziła grupa badaczy z Uniwersytetu w Toronto. W trzustce myszy znaleźli niedojrzałe komórki, z których w przyszłości mogłyby powstać komórki produkujące insulinę. Zakładając, że analogiczne, niedojrzałe komórki znajdują się także w trzustce człowieka, i że są one zdolne do utrzymania prawidłowego poziomu glukozy we krwi, można przypuszczać, że zostaną wykorzystane do stworzenia nowego typu terapii przeciwcukrzycowej.

Przed przedstawieniem ostatecznych wyników, naukowcy chcą jeszcze dokładnie sprawdzić, czy wyizolowane komórki są rzeczywiście komórkami macierzystymi, zdolnymi do różnicowania się w komórki beta wysp trzustkowych.

Skuteczność komórek macierzystych

Wyleczenia cukrzycy u myszy za pomocą ludzkich komórek macierzystych pochodzących ze szpiku podjęli się naukowcy z Tulane University w Nowym Orleanie. Doświadczenie polegało na wszczepieniu do mysiej uprzednio uszkodzonej trzustki, ludzkich komórek macierzystych. Niszczenie mysich wysepek trzustkowych miało imitować proces niszczenia komórek produkujących insulinę w trzustce człowieka chorego na cukrzycę typu 1.

Wyniki przeprowadzonego projektu badawczego były niezwykle korzystne. Okazało się, że w ciągu trzech tygodni od daty przeszczepu, komórki wysp trzustkowych u myszy, pod wpływem ludzkich komórek macierzystych uległy regeneracji. Uprzednio "chore", nieprodukujące insuliny osobniki z powodzeniem zaczęły produkować hormon, a stężenie glukozy we krwi wróciło do wartości prawidłowych.

Ciekawym wydaje się także fakt, że ludzkie komórki macierzyste pozwoliły na wytwarzanie mysiej odmiany insuliny. Dodatkowo badacze zauważyli, że komórki macierzyste pozwalają nie tylko na odbudowę zniszczonej trzustki, ale także docierają do nerek, gdzie niwelują powstałe w trakcie choroby uszkodzenia.

Prawdopodobnie ulegają one transformacji do komórek wyściełających naczynia krwionośne i poprawiają funkcję nerek w zakresie oczyszczania krwi. Gdyby te badania dały równie pozytywne efekty u ludzi moglibyśmy mówić o przełomie w leczeniu cukrzycy i jej powikłań, tym bardziej, że dziś nikt nie potrafi zaoferować odpowiednio skutecznego leczenia chorym z współistniejącą nefropatią.

Polska nie pozostaje bierna w dziedzinie przeszczepiania komórek macierzystych osobom chorym z cukrzycą. W maju 2008 roku wykonano taki przeszczep u chorego na cukrzycę. Pacjent do tej pory nie przyjmuje już insuliny. To wielki przełom w dziedzinie leczenia tej choroby.

Artykuł powstał we współpracy z PBKM

Źródła

1. Bernas M., Czech A., Tatoń J. Diabetologia kliniczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, ISBN 978-83-200-3370-0
2. Kałwak K. (red.), Hematopoetyczne komórki macierzyste - pytania i odpowiedzi, MedPharm, Wrocław 2009, ISBN 978-83-60466-68-1
3. Scott C.T. Czas komórek macierzystych, CKA, Gliwice 2007, ISBN 83-602069-7-X
4. Henderson M. 50 teorii genetyki, które powinieneś znać, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010, ISBN 978-83-01-16101-9