Staroveká vojenská analógia nám asi najľahšie pomôže pochopiť spôsob, akým sa dajú využiť dospelé kmeňové bunky izolované napríklad z tukového tkaniva v liečbe nádorov. Mohli by tieto bunky fungovať ako terapeutický Trójsky kôň?
Takýto typ liečby sa začal vo svete a na Ústave experimentálnej onkológie SAV skúšať len pred niekoľkými rokmi. Prvé experimentálne výsledky však naznačujú, že by sa v budúcnosti mohla dostať aj ku pacientom. Pod pojmom kmeňové bunky si môžeme predstaviť unikátne bunky v organizme, ktoré majú úžasnú schopnosť delenia a dlhodobej samoobnovy počas celého života jedinca. V organizme sú to veľmi zriedkavé nešpecializované bunky, ktoré však majú schopnosť sa deliť a diferencovať (teda špecializovať sa) v prípade potreby na rôzne druhy buniek. Takto je zabezpečená regenerácia orgánov v tele, ale aj oprava a nahradenie poškodených častí, napríklad po poranení alebo po zápale a podobne.
Mezenchýmové kmeňové bunky
Mezenchýmové kmeňové bunky (niekedy označované aj mezenchýmové strómové bunky) predstavujú zmiešanú populáciu „multitalentovaných“ buniek, z ktorých sa tvoria kostné, spojivové a tukové bunky. V kostnej dreni sú nenahraditeľné pri tvorbe krviniek. V laboratórnych podmienkach sa z nich podarilo vypestovať aj funkčné nervové bunky, bunky srdcového svalu a kože. Tento ich „talent“ sľubuje rôzne možnosti využitia v regeneračnej medicíne v budúcnosti. Dajú sa relatívne ľahko izolovať aj z iných tkanív ako z kostnej drene, okrem iného aj z tukového tkaniva.
Schopnosti mezenchýmových kmeňových buniek
Tento typ kmeňových buniek v organizme plní funkciu prirodzenej regenerácie tkanív. Nešpecializované mezenchýmové kmeňové bunky rozpoznávajú signály z poškodeného miesta, v ktorom je poranenie alebo zápal. Prostredníctvom krvného riečiska do tejto oblasti putujú a na mieste poškodenia sa zachytia - „usídlia“. Pod vplyvom rastových faktorov sa delia, špecializujú na funkčné bunky daného tkaniva a stanú sa jeho súčasťou, čím napomôžu vyhojenie bez vzniku nefunkčných zrastov a jaziev.
Mezenchýmové kmeňové bunky a nádor
Nádor a nádorové tkanivo potrebuje k svojmu rastu aj podporné nenádorové bunky. Tie vytvárajú nové cievy a ďalšie štruktúry umožňujúce prísun živín a tým delenie nádorových buniek. Preto pri raste nádoru dochádza k situácii veľmi podobnej ako pri hojení rán. Kmeňové bunky sa v mieste nádoru aktívne usídľujú, napomáhajú tvorbe funkčných ciev a podpornej nádorovej strómy, takže tým podporujú rastu nádoru. Nádor takto vlastne „zneužíva“ fyziologický mechanizmus hojenia na zabezpečenie dostatočnej výživy a rastu.
Trójsky kôň z mezenchýmových kmeňových buniek
Od zistenia, že krvným obehom sa k nádoru v organizme dostanú mezenchýmové kmeňové bunky a tam sa zachytia, je už len krôčik k úvahe použiť tieto bunky na dopravenie špeciálneho liečiva na miesto jeho rastu. To vlastne znamená vložiť do mezenchýmovej kmeňovej bunky produkt na zničenie nádoru – vložiť jej do ruky „zbraň“. Takto vyzbrojené kmeňové bunky, to je - obrazne povedané - biologický terapeutický Trójsky kôň. K nádoru sú síce aktívne privolávané, aby jeho rastu napomáhali tak, ako keby pozmenené neboli, lenže keď sa do nádoru a jeho okolia dostanú terapeutické mezenchýmové kmeňové bunky, dopravia tam cytotoxickú látku – liečivo a bránia jeho rastu.
„Výzbroj“ mezenchýmových kmeňových buniek
Na našom oddelení skúšame využiť mezenchýmové kmeňové bunky na „prepravu“ špeciálneho enzýmu kvasiniek, cytozíndeaminázy, do nádoru. Pomocou tohto enzýmu sa v nádore enzýmovo zmení predliečivo 5-fl uorocytozín na liečivo 5-fl uorouracil. A viete čo tým získame? Produkciu silného liečiva – cytostatika 5-fl uorouracilu - lokálne v mieste rastu nádoru. Toto liečivo sa využíva v chemoterapii rakoviny hrubého čreva, bohužiaľ je to veľmi toxická látka so silnými nežiaducimi účinkami ,ak sa podáva v infúzii. Naproti tomu 5-fl uorocytozín je prakticky netoxický, dá sa podávať bez vedľajších účinkov. Až metabolická premena prostredníctvom kvasinkového enzýmu, ktorý v ľudských bunkách nie je, vedie k tvorbe cytostatika. Ak tento enzým dopravia mezenchýmové kmeňové bunky iba do nádoru, odstránia sa nežiaduce vedľajšie účinky chemoterapie. Súčasne sa však zachová výrazné cytotoxické pôsobenie na rýchlo sa deliace nádorové bunky v mieste produkcie cytotoxického 5-fl uorouracilu. Terapia modifi kovanými mezenchýmovými kmeňovými bunkami sa v súčasnosti testuje nielen v laboratóriu na rôzne typy nádorov a cytostatických látok, ale aj na zvieracích modeloch. Bude určite ešte vyžadovať veľa času a námahy, aby sa overila bezpečnosť a účinnosť takejto terapie u ľudí. Je to však spôsob, ako sa priblížiť k splneniu sna onkológa, aby chemoterapia bola cielená bez toxických vedľajších účinkov, efektívna, bezpečná a zároveň personalizovaná – „šitá“ na mieru pacientovi a typu jeho ochorenia.
Výhody terapie kmeňovými bunkami
-
Selektivita a odstránenie nežiadúcej toxicity - Mezenchýmové kmeňové bunky produkujú cytostatikum len v mieste, kde sa v organizme usídlia a to je prednostne v mieste rastu nádoru. Na tom mieste je lokálne vysoká koncentrácia liečiva, ktoré bráni deleniu nádorových buniek. Netrpia však rýchlo sa deliace zdravé bunky v celom organizme. Tým sa dá výrazne znížiť, resp. úplne odstrániť nežiadúca toxicita chemoterapie.
-
Dospelé kmeňové bunky „daruje“ pacient sám sebe - Pri takomto spôsobe prípravy terapeutických buniek nepotrebuje pacient darcu. Stačí, ak podstúpi liposukciu (ambulantné odsatie tuku) a z biologického materiálu, ktorý sa inak vyhadzuje ako odpad, sa vypestujú terapeutické bunky. Navyše tým, že sú jeho vlastné, nevzniká v organizme po ich podaní odmietavá imunologická reakcia ani riziko prenosu infekčného ochorenia.
-
Univerzálne použitie na rôzne typy nádorov - Podľa súčasných poznatkov by sa tento prístup mohol dať využiť univerzálne na všetky tie typy nádorov, ktoré sú citlivé na tento typ liečiva. V budúcnosti sa zrejme podľa citlivosti nádoru na rôzne látky budú pripravovať terapeutické bunky „na mieru“ - dopravujúce do nádoru to liečivo, ktoré bude najúčinnejšie.
-
Terapia mikrometastáz - Veľké nádeje sa do tohto typu terapie vkladajú z pohľadu cielenej liečby metastáz, ktoré sú dokonca ešte v štádiu, keď sa nedajú vyšetrovacími metódami zistiť. Aj malé mikrometastázy už totiž produkujú biologické látky a faktory, ktoré rozpoznávajú mezenchýmové bunky. Krvným obehom sa dostanú ku každej takejto metastáze, a účinnou látkou by mali dokázať zabrániť jej rastu.
Autor článku: Lucia Kučerová