Šūnu terapija: kas to izgudroja un kā tā darbojas
Literārs Mistrojums / / April 04, 2023
Mēs saprotam, kāpēc cilvēkiem tiek pārstādītas cilmes šūnas un vai cūkas var palīdzēt nopietnu slimību ārstēšanā.
Šūnu transplantācija ir ārstēšanas metode, kurā veselas šūnas tiek ievadītas slima cilvēka ķermenī. Nokļūstot iekšā, tie palīdz atjaunot bojātos audus un stimulē dzīšanas procesus. Šī metode pieteikties asins slimību ārstēšanai un atveseļošanai no noteiktiem vēža veidiem. Nākotnē terapijas iespēju saraksts, visticamāk, paplašināsies: zinātnieki izpildīt klīniskie pētījumi, lai pārbaudītu šūnu transplantācijas efektivitāti sirds un asinsvadu problēmu, Parkinsona slimības, diabēta un multiplās sklerozes ārstēšanā.
Kā radās šūnu terapija?
Eksperimenti ar šūnu transplantāciju sākās 19. gadsimtā. Tādējādi franču ārsts Charles Brown-Séquard mēģinājusi ieviest cilvēka hormonu šūnas no dzīvnieku sēkliniekiem, pieņemot, ka tas palīdzēs paildzināt jaunību. Britu ārsts Vatsons-Viljamss bija mēģinājusi glābt pusaudzi ar smagu cukura diabētu, izmantojot aitas aizkuņģa dziedzera šūnas. Šis eksperiments beidzās neveiksmīgi, zēns nomira trīs dienas vēlāk. 20. gadsimta sākumā šveicietis Pols Nīhans ārstēja vēža slimniekus, injicējot tiem aitas embrionālās šūnas. Ārsts apgalvoja, ka metode darbojas, lai gan tam nav citu pierādījumu.
Pirmie patiesi veiksmīgie eksperimenti sākās divdesmitā gadsimta vidū. Zinātnieki nonāca pie domas, ka donoru materiāls terapijai ir jāņem no cilvēkiem. Piemērots šim uzdevumam kāts šūnas. Noteiktos apstākļos tie spēj pārveidoties par jebkuriem citiem. Pirmais, kurš mēģināja tos pārstādīt cilvēkam, bija amerikānis Edvards Tomass: 1956. gadā ārsts ieviests pacients ar leikēmiju, viņa dvīņubrālim paņemtas kaulu smadzenes. Operācija tika veiksmīgi pabeigta. 1990. gadā Tomass saņemts Nobela prēmija par ieguldījumu šūnu terapijas attīstībā.
1958. gadā Džordžs Mate pārbaudīja, kā šī metode darbojas, ja starp pacientu un donoru nav ģimenes attiecību. Viņš pārstādīts cilmes šūnas pieciem Dienvidslāvijas fiziķiem, kuri tika pakļauti starojuma iedarbībai. Četri no viņiem palīdzēja. Bet pēc procedūras daži pacienti piedzīvoja ķermeņa izsīkumu. Mate ierosināja, ka šāda reakcija ir saistīta ar donoru šūnu reakciju uz recipienta šūnām: tās nevarēja iesakņoties un iznīcināja viena otru. Šo stāvokli sauc par GVHD jeb transplantāta pret saimniekorganismu slimību.
Tagad pirms transplantācijas, lai samazinātu šūnu GVHD risku tīrīt no T-limfocītiem. Viņi ir tikai atbildīgi par svešķermeņu bloķēšanu un iznīcināšanu organismā. Vēl nav iespējams pilnībā novērst reakciju, taču ir zāles, kas palīdz samazināt GVHD ietekmi.
Pēdējo 60 gadu laikā šūnu terapija ir būtiski mainījusies. Tagad šūnas transplantācijai tiek ņemtas ne tikai no kaulu smadzenēm, bet arī, piemēram, asinīm un taukaudiem. Un materiāla avots var būt ne tikai donori, bet arī paši pacienti.
Kas ir šūnu terapija
Atkarībā no transplantācijas terapijas materiāla avota sadalīt trīs veidos:
- autologs - šūnas tiek ņemtas no pacienta;
- singēnisks - identiskā dvīnī;
- alogēns - no donora.
Teorētiski ir vēl viena iespēja - ksenogēnā terapija, kad šūnas tiek ņemtas no dzīvniekiem. Neskatoties uz neveiksmīgo pagātnes pieredzi, šī ideja joprojām tiek uzskatīta par daudzsološu. Zinātnieki apspriežas tā lietošana diabēta, aknu slimību vai cistīta ārstēšanai. Cūka tiek uzskatīta par piemērotāko donoru cilvēkam.
Kā darbojas šūnu terapija
Pēc materiāla saņemšanas ārstiem ir nepieciešams sagatavoties jāievada pacienta ķermenī. Lai to izdarītu, cilmes šūnas vairojas un veic ar tām virkni manipulāciju, kas palīdz ieprogrammējiet tos konkrētiem uzdevumiem un notīriet tos no komponentiem, kas var palielināt risku transplantāta atgrūšana.
Pēc tam šūnas tiek ievadītas ķermenī. Metodes ir dažādas: caur vēnām, audiem, locītavām, koronāro artēriju, telpu ap muguras smadzenēm. Viss ir atkarīgs no slimības. Pēc transplantācijas šūnām ir jāiesakņojas. Vidēji tas aizņem 100 dienas. Šajā laikā pacientam ir jāsazinās ar ārstiem, lai ātri saņemtu palīdzību komplikāciju gadījumā.
Pirms šūnu terapijas lietošanas ārsti izpildīt virkni pētījumu, tostarp EKG, tomogrāfiju un klīnisko asins analīzi, lai pārliecinātos, ka pacients var panest šādu ārstēšanu.
Kādas šūnas var izmantot terapijā
1. Pieaugušo (pēcdzemdību) cilmes šūnas
Tās ir specializētas cilmes šūnas, kas Tur ir katra pieaugušā ķermenī. Tie var pārveidoties tikai par noteikta veida šūnām. Atkarībā no tā tos iedala tipos:
- hematopoētiskie tiek pārvērsti asins šūnās;
- nervu - nervu sistēmas šūnās;
- mezenhimāls - skrimšļa, taukaudu un kaulu audu šūnās.
Galvenais pieaugušo cilmes šūnu avots ir kaulu smadzenes. Bet tos var atrast arī citās ķermeņa daļās: piemēram, mezenhimālās ir atrodamas taukaudos un zobu mīkstumā.
2. Embrionālās cilmes šūnas
Tās ir jaunas pluripotentas šūnas, tas ir, tās, kurām nav specializācijas un kuras var pārvērsties par jebkuru citu. Viņu saņemt no blastocistas - embrijs vecumā no 3 līdz 5 dienām. Lai to izdarītu, to audzē laboratorijās, mākslīgi apaugļojot donora dzemdi.
Šāda veida šūnām ir liels potenciāls, taču ar tām ir vairākas problēmas. Ir svarīgi tos pareizi ieprogrammēt un pārliecināties, ka cilvēka organismā tie pārvērtīsies par vajadzīgās formas šūnām. Turklāt pastāv spontāna vai nevienmērīga pieauguma risks. Tagad zinātnieki strādā, lai atrastu efektīvus mehānismus procesa kontrolei.
Turklāt embriju audzēšanu ar mērķi iegūt cilmes šūnas ne visi uzskata par ētisku. Šīs problēmas risinājums var būt pluripotentu šūnu inducēšana.
3. inducētās pluripotentās cilmes šūnas
Tos iegūst no pieaugušo somatiskajām šūnām (tas ir, no jebkura cita, izņemot dzimumšūnas). Mehānismu darbam ar viņiem izgudroja japāņu zinātnieks Shinya Yamanaka. Viņš izpētītas embrionālās šūnas, lai tajās atrastu gēnus, kas ir atbildīgi par pluripotenci. Izrādījās, ka par to ir atbildīgi četri gēni - Sox2, Oct4, Klf4 un c-Myc. Tagad tos sauc par "Yamanaka faktoriem".
Pēc šo gēnu aktivizācijas šūna pakāpeniski zaudē specializāciju un atgriežas embrionālajā stāvoklī. Pēc tam to var ieprogrammēt, kā vēlaties. Piemēram, nervu audu šūnu ir iespējams pārveidot par asins šūnu. Un, domājams, pēc apgrieztā ievada viņai būs vieglāk iesakņoties ķermenī.
Tagad inducētas pluripotentas cilmes šūnas apsvērts daudzsološs materiāls transplantācijai, un nākotnē tie var aizstāt embrionālos.
4. CAR-T
Cilmes šūnas nav vienīgais iespējamais materiāls terapijai. Piemēram, lai cīnītos ar vēzi pieteikties modificēti T-limfocīti (CAR-T). Tās ir asins šūnas, kas ieprogrammētas vēža meklēšanai un iznīcināšanai. T-limfocīti tiek ņemti tieši no pacienta. Cilvēka vēnās tiek ievietoti divi katetri. Caur pirmo asinis iekļūst caurulē, kur tās uzreiz iziet cauri filtrēšanai, un pēc tam caur otro katetru atgriežas ķermenī. Procedūra ilgst 2-3 stundas.
Šajā procesā cilvēka kalcija līmenis var samazināties. Tas izraisa muskuļu spazmas, nejutīgumu un tirpšanu. Tāpēc labāk ir veikt šādu procedūru netālu no palātas, kurā persona atrodas. Tas tiek darīts, piemēram, jaunajā šūnu tehnoloģiju pētniecības kompleksā Obņinskā. Papildus terapijai, kuras pamatā ir CAR-T, pastāv gribu iesaistīties kaulu smadzeņu transplantācijā un vēža diagnostikā. Tāpat plānots izstrādāt četras zāles, kuru pamatā ir somatiskās šūnas.