Osnova delovanja večceličnega organizma je specializacija celic za opravljanje določene funkcije. Ta diferenciacija celic se začne zgodaj v razvoju zarodka. Toda v našem telesu obstajajo celice, ki so sposobne pridobiti različne specializacije skozi vse življenje osebe. In to v celoti velja za hematopoetske matične celice, ki ohranjajo konstantno količinsko in kakovostno sestavo krvnih celic.
Splošne informacije
Hematopoetske matične celice (Hematopoietic Stem Cell, iz grških besed Haima - kri, Poiesis - ustvarjanje) so matične celice, ki so sposobne neomejene delitve in diferenciacije v krvne celice.
Oninastanejo v rdečem kostnem mozgu in se razlikujejo v štirih smereh:
- Eritroid (v rdečih krvnih celicah).
- Megakariocitni (v trombocitih).
- Mieloid (večjedrni fagociti, levkociti).
- Limfoidi (v limfocitih).
Presaditev hematopoetskih matičnih celic (alogenska - od darovalca, avtologna - presaditev lastnih celic) obnavlja hematopoetski sistem, ki je lahko okvarjen pri določenih boleznih, kemoterapija.
Prvo presaditev avtogenih matičnih celic je leta 1969 izvedel E. Thomas (Seattle, ZDA). Sodobne tehnike v 80% primerov lahko premagajo raka krvi. Na tej stopnji ima medicina na voljo metode fetalne medicine, ko darovanje hematopoetskih matičnih celic zagotavlja popkovnična kri, embrionalna tkiva, kostni mozeg, maščobno tkivo.
Lastnosti tega celičnega materiala
Hematopoetske matične celice (hemocitoblasti) imajo dve glavni lastnosti:
- Zmožnost asimetrične delitve, med katero nastaneta dve hčerinski celici, enaki materi. Vendar se celice ne diferencirajo. Ostajajo multipotentne hematopoetske matične celice. To pomeni, da lahko izberejo katero koli od zgornjih poti specializacije.
- Prisotnost diferenciacijskega potenciala v hematopoetskih matičnih celicah. To pomeni, da se matične celice delijo in hčerinske celice se začnejo delitispecializacija, ki se spremeni v visoko specializirane eritrocite, trombocite, limfocite, levkocite.
Hematopoetske matične celice v kostnem mozgu imajo tako kot vse celice v našem telesu starost – kratko »otroštvo«, hitro letečo »mladost«, ko celice izberejo »vojsko« ali »študij« in dolgo obdobje "zrelosti."
Šel bom na rdeče krvne celice - naj me naučijo
Večina hematopoetskih matičnih celic v kostnem mozgu miruje – ne delijo se. Ko pa se hemocitoblast prebudi, naredi najpomembnejšo izbiro – da bo ustvaril novo multipotentno matično celico ali pa začel proces specializacije hčerinskih celic. V prvem primeru lahko celica svoje »otroštvo« podaljšuje v nedogled, v drugem primeru celice vstopijo v naslednje obdobje svojega življenja.
Zrele hematopoetske celice se začnejo asimetrično deliti, kar vodi v njihovo diferenciacijo in specializacijo. Nastanejo predhodniki celic, ki izberejo "študij" - mieloidno pot razvoja ali "vojsko" - limfoidno pot razvoja.
Mieloidni hemocitoblasti se razvijejo v trombocite, eritrocite, makrofagne levkocite, granulocite (vrsta levkocitov - eozinofilci, nevtrofilci ali bazofilci).
Limfoidni hemocitoblasti bodo povzročili celice imunske obrambe telesa - T-limfociti (prepoznavajo antigene tujcev), B-limfociti (proizvajajo protitelesa), T-pomočnike (napadajo tuje celice), NK-limfocite (zagotavljajo fagocitozo tujih povzročiteljev).
Uresničitev potenciala
Hematopoetske matične celice, ko vstopijo v fazo diferenciacije, izgubijo svojo multipotenco in uresničijo svoj potencial. Na izbiro razvojne poti hemocitoblasta vpliva več dejavnikov:
- Okolje - različna področja kostnega mozga se razlikujejo na različne načine.
- Dejavniki, ki delujejo na daljavo. Na primer, v ledvicah se sintetizira hormon eritropoetin, ki spodbuja tvorbo rdečih krvnih celic. Vse te biološko aktivne snovi imenujemo citokini in rastni faktorji (paratiroidni hormon, interlevkin).
- Signali simpatičnega živčnega sistema, ki prenašajo informacije o stanju telesa in sestavi krvi.
Danes mehanizmi hematopoeze niso povsem razkriti in še čakajo na svoje nobelovce, ki se bodo naučili nadzorovati usodo hemocitoblasta.
presaditev kostnega mozga
To je izraz, ki se najpogosteje uporablja za presaditev hematopoetskih matičnih celic. To je široko uporabljena metoda pri zdravljenju krvnih bolezni, onkoloških in genetskih patologij. Sodobne metode zdravljenja omogočajo uporabo ne le darovalca kostnega mozga. Danes je darovalec hematopoetskih matičnih celic periferna kri, popkovnična kri in izdelki fetalne (embrionalne) medicine.
Bistvo presaditve hemocitoblasta je naslednje. V začetni fazi je bolnik podvržen fazi kondicioniranja (obsevanje ali kemoterapija), v kateri se zavira delovanje lastnega kostnega mozga. Nato se bolniku dasuspenzija hematopoetskih celic, ki naseljujejo njegove hematopoetske organe in obnavljajo hematopoetske funkcije.
Last ali drugi
Odvisno od vira izvornih celic za presaditev dodelite:
- Autotransplantacija. S to terapijo bolnik dobi suspenzijo lastnih hemocitoblastov, ki jih vnaprej vzame in shrani zamrznjene. Ta vrsta presaditve se uporablja pri zdravljenju limfomov, nevroblastomov, možganskih tumorjev in drugih solidnih malignomov.
- Alotransplantacija. V tem primeru se uporabljajo krvotvorne celice donorjev, ki so lahko bodisi bližnji sorodniki bolnika bodisi tiste, ki so izbrane iz registrov darovalcev kostnega mozga.
Pri avtotransplantaciji ni zavrnitve celic in imunskih zapletov, vendar ta metoda ni vedno učinkovita. Alotransplantacija je učinkovita za številne prirojene (Fanconi anemija, hude kombinirane imunske opredelitve) in pridobljene (levkemija, aplastična anemija, mielodisplastični sindrom) patologije krvi in hematopoetskega sistema, vendar zahteva skrbno izbiro donatorja za histokompatibilnost.
Povzetek
V vsakem primeru pa je presaditev kostnega mozga povezana s pomembnim tveganjem za zdravje pacienta. Zato se izvaja le v primeru vitalne potrebe.
Sodobne metode presaditve kostnega mozga so že rešile življenja na tisoče bolnikov s krvnimi patologijami.
Steblocelice popkovnične krvi so bile prvič uporabljene leta 1987, danes pa so te tehnike rešile že več kot 10.000 bolnikov. Hkrati se razvijejo banke matičnih celic iz popkovnične krvi, saj jih lahko vzamete največ 100 ml in samo enkrat. Ko so zamrznjene, celice ostanejo sposobne preživetja 20 let, v takšnih bankah pa je mogoče prevzeti krv darovalca.
Druga smer v razvoju presaditve matičnih celic je fetalna terapija, ki uporablja celice iz zarodkov. Njihov vir je neuspešen material. Ampak to je tema za povsem drug članek.
