Progrese
în terapia cu celule stem este o monografie de excepție, plină de
întrebări, dar și de răspunsuri referitoare la un subiect de actualitate. Vor
înlocui celulele stem transplantul de țesut sau de organ? Va reprezenta terapia
cu celule stem soluția viitorului pentru bolile cronic-degenerative care
afectează major speranța de viață? Și care este perspectiva transferului în
clinică a realizărilor excepționale ale cercetării fundamentale din ultimii
ani? Acestea sunt câteva din întrebările la care prof. dr. Costin
Cernescu, autorul lucrării recent apărută la Editura Academiei Române,
caută să răspundă.
Celulele
stem (CS) reprezintă materialul sursă din care provin toate celulele
specializate ale organismului. Ele diferă de alte populații celulare prin
faptul că se divid, se reînnoiesc continuu și au potențialul de a se specializa
devenind celule mature cu funcții bine definite.
Medicina
regenerativă constituie o alternativă promițătoare pentru transplantul de
organ, în special pentru situațiile în care țesutul de transplantat lipsește,
este greu de procurat (ficat, pancreas, rinichi etc.) sau nu poate fi recoltat
(țesut nervos). Medicina regenerativă, sau terapia celulară, folosește CS
specializate pentru a înlocui sau corecta țesuturi bolnave. În plus, CS
specializate sunt folosite și pentru a testa ex vivo activitatea unor
medicamente sau pentru a obține informații privind mecanismele patogenice ale
unor boli.
CS
provin din mai multe surse: embrionare, fetale (cordon ombilical, placentă) sau
adulte. Numai CS adulte autologe sunt accesibile și acceptate în clinică pentru
repararea țesuturilor alterate. După 2005 au fost descoperite protocoale de
inducție a diferențierii celulelor adulte către stadiul embrionar
(reprogramare), protocoale care pot furniza cantități mari de CS induse
pluripotent (iPCS) prin tehnici acceptate și pentru trialuri clinice.
Reprogramarea a progresat în sensul creșterii eficienței, siguranței
protocoalelor și precizării diferitelor procedee de manipulare a liniilor spre
diferențiere. Mai multe surse de celule au fost testate ca material biologic de
pornire pentru obținerea de iPCS. Astfel, pe lângă fibroblaste, au fost
inițiate linii iPCS pornind de la celule din cordonul ombilical, din măduva
hematopoietică, din sângele periferic, din keratinocite etc.
După
2010, iPCS umane sunt modelul preferat pentru stabilirea potențialului
terapeutic al CS și chiar pentru generarea de celule transplantabile pornind de
la celule proprii pacientului, deci fără riscul rejecției imune. Printre
primele celule diferențiate generate astfel au fost: celulele beta pancreatice,
limfocitele B și chiar progenitori ai neuronilor. Procesarea CS în vederea
edificării țesutului compromis pornește de la înțelegerea principiilor
morfogenezei funcționale a acestor țesuturi. Numai o combinație între celule
diferențiate și structuri suport adecvate poate genera țesut apt de a fi
transplantat. Cultivarea celulelor care nu mai exprimă genele de pluripotență
poate conduce la formarea de corpi embrioizi – formațiuni capabile de a genera
linii reprezentative pentru cele trei pături embrionare. Din aceste linii, prin
tehnici azi bine puse la punct, se pot genera organoizi integrabili în țesuturi
funcționale. Structura matriceală ideală
pentru restaurarea tisulară trebuie să posede structura organului nativ (os,
cartilagiu, miocard, pancreas etc.), să susțină proliferarea CS mature și să
permită dezvoltarea unei rețele vasculare proprii. În acest sens, mulți autori
preferă chiar organele respective (autogene, alogene sau xenogene)
decelularizate și sterilizate prin procedee sigure și nondistructive.
Randamentul celulelor diferențiate variază în funcție de protocolul
experimental, dar este, în general, superior pentru celulele de origine
ectodermică (epiteliu cutanat, neuroni, oligodendrocite etc.) în comparație cu
cele de origine endodermică (celule beta-pancreatice, hepatocite). Obținerea
unei populații omogene de celule diferențiate reclamă etape succesive de
selecție și purificare și un control riguros al calității.
Numeroase
bariere tehnice, etice sau politice s-au opus utilizării celulelor stem în
experimente sau în clinică. Trei aspecte reglementate recent trebuie menționate
referitor la oportunitatea continuării acestor cercetări: standardizarea
protocolului de diferențiere, asigurarea stabilității genomice și acreditarea
obiectivă a competenței echipelor angrenate.
Celulele
stem hematopoietice (CSH) reprezintă prototipul celulelor stem. Folosite
inițial pentru restaurarea imunologică consecutiv expunerii la doze
supraliminare de radiații sau chimioterapice, CSH și-au lărgit spectrul
aplicațiilor clinice datorită descoperirii altor proprietăți decât cele
substitutive (antiinflamatorii, imunomodulatoare, anabolizante). Posibilitatea
procurării lor în număr mare și prin tehnici puțin invazive a fost un alt
argument în favoarea folosirii lor. Surse alternative măduvei hematogene pentru
obținerea CSH (cordonul ombilical, placentă, alte țesuturi perinatale) sunt din
ce în ce mai frecvent folosite, deși nu produc un număr suficient de mare de
CSH.
În
studiile clinice, sursa cea mai utilizată de CS adulte este reprezentată de CS
mezenhimale (CSMz) autologe, derivate din măduva osoasă. De exemplu,
utilizarea CSMz pentru stimularea osteointegrării grefelor alogene, sau pentru
refacerea țesutului fracturat sau distrus este frecventă în multe specialități,
de la ortopedie la stomatologie.
Monografia
„Progrese în terapia cu celule stem” este scrisă de unul dintre cei mai
competenți specialiști în producția culturilor de celule și propune o sinteză a
realizărilor din domeniul medicinii regenerative prin reprogramare celulară în
perioada 2009–2015. Sunt analizate atât lucrările ex vivo privind
protocoalele de izolare, expandare, stocare și caracterizare a diferitelor
tipuri de celule stem umane, cât și trialurile clinice care utilizează
celule stem umane pentru corectarea sau vindecarea unor afecțiuni cronic
degenerative sau accidentale. În monografie sunt menționate peste 20 de
situații clinice în care trialuri cu CS au fost sau sunt în curs de realizare.
Capitole
separate sunt consacrate unor domenii de interes particular, cum sunt editarea
genomică sau atenuarea modificărilor tisulare asociate îmbătrânirii. Corecția
directă a genomului CSH de la pacient prin terapie genică este o alternativă
robustă și sigură pentru tratamentul unor boli rare: imunodeficiențe ereditare
severe, boli metabolice sau hemopatii ereditare. Inserția țintită a unor gene
sănătoase în locul celor compromise ereditar este numită „medicină de
precizie”, iar protocolul derivă din sinergia a trei tehnici de biologie
moleculară: secvențierea ADN, editarea ADN și reprogramarea celulară. Cuplată
cu terapia celulară, terapia genică transformă celulele stem în vehicule pentru
transferul genic. În plus, terapia genică poate prelua potențialul regenerativ
al celulelor stem, dar și pe cel imunomodulator – care permite eliminarea
specifică a genelor afectate.
De
ce este oportun ca o astfel de monografie să fie scrisă de un cercetător cu
expertiză în domeniul culturilor de celule? În primul rând, pentru că
rezultatele clinice depind de calitatea, puritatea și manipularea celulelor
conform principiilor unanim admise GMP (good laboratory practice). În al
doilea rând, pentru că utilizarea unor markeri celulari pentru caracterizarea
celulelor stem umane și a nișei în care ele se mențin reclamă cunoștințe în
domenii fundamentale precum flowcitometria, imunologia celulară, biologia moleculară,
securitatea biopreparatelor etc. De asemenea, aprecierea rezultatelor din
trialurile clinice trebuie făcută obiectiv, în funcție de relația
doză–timp–efect, în urma unor evidențe cu semnificație statistică.
Audiența
țintă a lucrării este reprezentată de mai multe specialități medicale,
chirurgicale sau din biologie, precum și de specialiștii din managementul
resurselor destinate cercetării.