Zastosowanie komórek macierzystych w okulistyce

Jak podają statystyki Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), choroby narządu wzroku występują u 285 milionów osób na całym świecie, z czego 39 milionów osób jest niewidoma, a pozostałe 246 milionów cierpi na upośledzenie widzenia. Głównymi przyczynami ślepoty na świecie są zaćma, jaskra oraz choroby siatkówki oka.

W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się nowoczesnym metodom leczenia chorób oczu. Jedną z najbardziej obiecujących technologii jest zastosowanie komórek macierzystych, które mogą wspierać odbudowę uszkodzonych struktur oka oraz spowalniać procesy degeneracyjne prowadzące do utraty wzroku.

Komórki macierzyste – działanie i znaczenie w medycynie

Badania nad komórkami macierzystymi stwarzają nowe możliwości leczenia chorób, w których uszkodzenie lub utrata poszczególnych typów komórek w oku powoduje znaczące upośledzenie wzroku, a nawet całkowitą ślepotę. Komórki macierzyste (ang. stem cells) odpowiedzialne są w organizmie m.in. za wzrost prawidłowych tkanek oraz regenerację i naprawę tkanek uszkodzonych. Są komórkami nisko zróżnicowanymi, zdolnymi do samoodnowy. Ogromne zainteresowanie komórkami macierzystymi wynika z ich potencjału do różnicowania się w inne komórki, tkanki, a nawet narządy.

Komórki macierzyste mogą przekształcać się w wyspecjalizowane komórki organizmu. W okulistyce szczególnie istotna jest ich zdolność do różnicowania się w komórki siatkówki, komórki nabłonka barwnikowego czy komórki rogówki. Dzięki temu mogą one wspierać regenerację struktur oka, które uległy uszkodzeniu w wyniku choroby lub urazu.

Komórki macierzyste mogą działać nie tylko poprzez bezpośrednią odbudowę tkanek, ale także poprzez wydzielanie czynników wzrostu i substancji przeciwzapalnych, które wspomagają procesy naprawcze w oku.

Źródła komórek macierzystych

Komórki macierzyste można pozyskiwać z różnych źródeł biologicznych, a wybór zależy często od celu terapii oraz dostępności konkretnych źródeł.

Oto kilka głównych źródeł komórek macierzystych:

• Tkanka tłuszczowa - jest jednym z najbogatszych źródeł komórek macierzystych. Mogą być pozyskiwane poprzez liposukcję lub pobieranie małych ilości tłuszczu. Komórki macierzyste z tkanki tłuszczowej są często wykorzystywane w terapiach regeneracyjnych, w tym leczeniu ran i leczeniu ran i oparzeń, jak również w celach estetycznych.

• Szpik kostny - jest źródłem komórek macierzystych, które są niezbędne do produkcji krwi oraz odgrywają rolę w regeneracji tkanki kostnej. Pobieranie komórek macierzystych ze szpiku kostnego jest bardziej inwazyjne i zazwyczaj stosuje się je w celu leczenia schorzeń układu krwiotwórczego, takich jak białaczka.

• Krwiobiegu obwodowego - w krwiobiegu obwodowym można znaleźć pewną ilość komórek macierzystych. Zwykle są to komórki hematopoetyczne, które są odpowiedzialne za produkcję krwi. Pobieranie komórek macierzystych z krwi obwodowej jest mniej inwazyjne niż z szpiku kostnego i jest wykorzystywane m.in. w transplantacjach szpiku.

• Pępowina - komórki macierzyste można pozyskiwać z krwi pępowinowej oraz tkanki pępowinowej po urodzeniu dziecka. Te komórki macierzyste są często przechowywane w bankach krwi pępowinowej i mogą być wykorzystywane w przyszłości w leczeniu różnych schorzeń.

Zastosowanie komórek macierzystych w leczeniu chorób oczu

Pierwsze doniesienia na temat zastosowania komórek macierzystych w okulistyce pochodzą z 2000 roku, kiedy to dr Derek van der Kooya oraz dr Iqbal Ahmad odkryli, iż mogą się one różnicować w swoiste dla siatkówki oka komórki, m.in. komórki fotoreceptorowe oraz komórki dwubiegunowe.

Odkrycie to dało nadzieję ludziom, dotkniętym nieuleczalnymi chorobami oczu. Jednak dopiero 6 lat później – w 2006 roku w Indiach podjęto pierwsze próby takiego zastosowania u ludzi. Byli to pacjenci cierpiący na zwyrodnienie plamki związane z wiekiem (AMD) lub barwnikowe zwyrodnienie siatkówki (RP).

Efekty po trzech miesiącach od leczenia były zadowalające i odnotowano znaczną poprawę widzenia, jednak nie wiadomo, czy rezultaty leczenia utrzymały się, ponieważ zaprzestano obserwacji pacjentów. Następne głośne eksperymenty przeprowadzono w 2011 roku u pacjentów cierpiących m.in. na chorobę Stargardta, AMD, jaskrę, retinitis pigmentosa, czy retinopatię.

Choroby oczu leczone komórkami macierzystymi

Terapia komórkami macierzystymi daje szansę na powstrzymanie zachodzących w oku zmian na wczesnym etapie choroby oraz częściową regenerację komórek już uszkodzonych. Obecnie rozwój terapii okulistycznych z udziałem komórek macierzystych może doprowadzić do zastąpienia brakujących komórek siatkówki, rogówki, czy naczyniówki.

Obszary zastosowania terapii komórkami macierzystymi w okulistyce:

• zwyrodnienie plamki związane z wiekiem (AMD),

• barwnikowe zwyrodnienie siatkówki (RP),

• choroba Stargardta,

• jaskra,

• retinopatia,

• uszkodzenia rogówki i zanik nerwu wzrokowego.

Dzięki komórkom macierzystym możemy dziś zatrzymać zanik nerwu wzrokowego lub częściowo go odbudować. Takie leczenie dostępne jest w USA, Europie Zachodniej oraz Azji. Jedną z bardziej znanych klinik na świecie, w której dostępne jest leczenie komórkami macierzystymi jest Wu Stem Cells Medical Center w Pekinie. Niestety z powodu bardzo wysokich kosztów leczenia, wynoszących nawet 100 tysięcy złotych, nie jest ono dostępne dla większości pacjentów.

W ostatnich latach prowadzone są również liczne badania kliniczne nad wykorzystaniem komórek macierzystych w leczeniu takich chorób jak zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD), retinopatia cukrzycowa, jaskra czy choroby dziedziczne siatkówki. W wielu z tych badań obserwuje się poprawę funkcji widzenia lub spowolnienie postępu choroby, jednak metody te wciąż wymagają dalszych analiz i długoterminowej obserwacji pacjentów.

Leczenie komórkami macierzystymi w Polsce

Niestety w Polsce leczenie okulistyczne z zastosowaniem komórek macierzystych nadal traktowane jest jako terapia eksperymentalna, a do jego przeprowadzenia konieczna jest zgoda Komisji Bioetycznej. Krajowym pionierem w tej dziedzinie jest Szpital Okulistyczny Retina, który w listopadzie 2015 roku, jako pierwsza w Polsce placówka, otrzymał zgodę Komisji Bioetycznej na przeprowadzanie zabiegów okulistycznych z zastosowaniem komórek macierzystych.

Klinika koncentruje się na leczeniu AMD oraz zaniku nerwu wzrokowego komórkami macierzystymi. Zgodnie z zapowiedzią dyrektora placówki, rekrutacja pacjentów miała się rozpocząć w marcu 2016 roku, a leczenie eksperymentalne miało objąć najwyżej trzydziestu pacjentów. Ceny zabiegów miały być wielokrotnie niższe niż w zagranicznych placówkach.

Przykład zastosowania terapii w Polsce

W 2015 roku za pomocą leczenia komórkami macierzystymi przywrócono wzrok 10 - letniemu Kubie. Podczas zabawy na budowie prysnęło mu w oko wapno. Poparzenie zniszczyło rogówkę oka. Chłopiec stracił wzrok w jednym z nich. Dzięki zastosowaniu zabiegu z komórkami macierzystymi Kuba odzyskał wzrok.

Wszystko dzięki zespołowi profesora Edwarda Wylęgały ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego. Jest to pionierska terapia, w której komórki macierzyste są używane jako lek. Zespół profesora współpracuje z naukowcami z Modeny, gdzie przez pół roku rozmnażane są komórki macierzyste pobrane od pacjenta z fragmentu rogówki. Komórki te służą do regeneracji uszkodzonej tkanki.

Warto podkreślić, że ta innowacyjna terapia wynika z rzeczywistej potrzeby medycznej, rozwiązując problem niedoboru komórek macierzystych w rogówce, dla którego dotychczas brakowało skutecznych opcji terapeutycznych.

Przyszłość terapii komórkami macierzystymi w okulistyce

Medycyna regeneracyjna rozwija się bardzo dynamicznie, a komórki macierzyste mogą w przyszłości odegrać kluczową rolę w leczeniu wielu chorób oczu. Trwają badania nad wykorzystaniem indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), które mogą być wytwarzane z komórek dorosłego pacjenta i następnie przekształcane w komórki siatkówki.

Jednym z najbardziej obiecujących kierunków badań jest również hodowla fragmentów siatkówki w warunkach laboratoryjnych oraz ich późniejsze przeszczepianie do oka pacjenta. W przyszłości takie metody mogą pozwolić na leczenie chorób prowadzących do nieodwracalnej utraty wzroku.

Najważniejsze kierunki rozwoju terapii:

• wykorzystanie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC),

• przekształcanie komórek dorosłego pacjenta w komórki siatkówki,

• hodowla fragmentów siatkówki w warunkach laboratoryjnych,

• przeszczepianie wyhodowanych struktur do oka pacjenta,

• opracowanie skutecznych metod leczenia chorób prowadzących do ślepoty.

Choć wiele terapii nadal znajduje się na etapie badań klinicznych, rozwój technologii komórkowych sprawia, że zastosowanie komórek macierzystych w okulistyce uznawane jest dziś za jeden z najbardziej obiecujących kierunków współczesnej medycyny.