Wyrusz w podróż do świata wiedzy

Życiodajna matryca, część 2

Inżynieria tkankowa i medycyna regeneracyjna są wielką nadzieją dla wielu chorych. Dzięki biologii, genetyce, naukom medycznym i technicznym coraz bardziej powszechne są zabiegi odtwarzania fragmentów organizmu za pomocą komórek macierzystych.

Istnieją dwa sposoby na pozyskanie komórek macierzystych z organizmu człowieka – z krwi pępowinowej w trakcie porodu (i wtedy bankuje się je w odpowiednich warunkach na długie lata), albo z ciała dorosłego. W tym drugim przypadku pobiera się je najczęściej z talerza kości biodrowej.

matryca_3Są trzy możliwe kierunki przeszczepu – kiedy z komórek wyhodujemy potrzebny organ i przeszczepimy go do własnego organizmu (to przeszczep autologiczny), kiedy przeszczepimy go do innego organizmu reprezentującego ten sam gatunek (przeszczep allogeniczny, możliwy jedynie wtedy, gdy występuje tzw. zgodność tkankowa, i kiedy przeszczepimy go do organizmu reprezentującego inny gatunek, czyli do zwierzęcia (to przeszczep ksenogeniczny, stosowany niezwykle rzadko i przede wszystkim w celach badawczych).

Rozpatrzmy przykład nowotworu krwi, czyli białaczki. Kiedy zachorujemy potrzebujemy przeszczepu zdrowych tkanek. Najlepsza jest do tego krew pępowinowa, a jeśli jej nie posiadamy – potrzebujemy komórek pobranych ze szpiku kostnego, które na szczęście tworzą linię komórek krwi. Potrzebujemy dawcy, bo nie możemy użyć własnego szpiku, gdyż ten nosi już piętno nowotworu! Pamiętamy głośny przypadek Adama „Nergala” Darskiego, lidera formacji Behemoth, który znalazł dawcę dzięki Fundacji DKMS. Przeszczep dał muzykowi drugie życie i całkowity powrót do zdrowia, a fakt, że był celebrytą spowodował medialne nagłośnienie jego przypadku, wskutek czego do fundacji zgłosiło się wielu nowych dawców.

Wracając do szpiku kostnego. Znajdują się w nich także pluripotencjalne komórki macierzyste, mające charakter zarodkowy (to jak gdyby „pamiątka” po tym etapie życia człowieka) – i są nadzieją współczesnej medycyny. Można je w warunkach laboratoryjnych namnożyć i poprzez dodawanie odpowiednich substancji aktywujących określone geny, przekształcić w określony typ komórki.

Jakie części ciała możemy odtwarzać dzięki takiej metodzie? Przede wszystkim skórę – przydatną na przykład w przypadku rozległych oparzeń. Buduje się także jelita – na rurkach biodegradowalnych hoduje się fragment nabłonka jelita, który wszczepia się do organizmu, w miejsce tego, które zostało poddane resekcji. Dzięki temu nie występuje ryzyko odrzutu.

Podobnie leczyć można skutki zawału mięśnia sercowego – specjalnie przygotowane komórki macierzyste wstrzykuje się w chore miejsce, zmienione zawałem, które zostaje odbudowane. Problemy sprawia jeszcze regeneracja gałki ocznej (zwłaszcza siatkówki), mózgu, układu nerwowego, całego serca, nerki – przede wszystkim ze względu na skomplikowaną budowę tych narządów.

Badania prowadzone na jelitach owadów, wijów i skorupiaków prowadzone przez dr hab. Magdalenę Rost-Roszkowską w Katedrze Histologii i Embriologii Zwierząt na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach są niezwykle ważne, bowiem znacznie prościej bada się organizmy o mniej skomplikowanej budowie ciała. Są łatwiejsze do znalezienia i hodowania, niektóre z nich odgrywają też pewną rolę w gospodarce. Ustalenia będące efektem tych badań można implementować w medycynie.

matryca_4Co ciekawe: niektóre komórki można od-różnicować z powrotem do stanu komórek macierzystych, a następnie ponownie zróżnicować do formy innej tkanki. Tak robi się z hepatocytami wątroby, czy fibroblastami skóry właściwej, które przekształca się w pierwszej kolejności w komórki macierzyste, te namnaża się, a następnie różnicuje w dowolny typ komórki ciała. To o tyle ważne, że o wiele prościej i taniej jest pobrać komórki z wątroby, niż ze szpiku kostnego. Ostatnio odkryto, że komórki mezenchymatyczne miazgi zębowa ósemek (i wszystkich niewyrzniętych zębów człowieka) bardzo łatwo podlegają od-różnicowaniu w komórki macierzyste. Mówi się nawet, że jeśli kiedykolwiek dojdzie do klonowania człowieka – stanie się to właśnie dzięki ósemkom. Może więc nie są one aż tak niepotrzebne, jak to się wydaje? Może warto zastanowić się przed pochopną ich resekcją?

Na razie hodowanie zapasowych organów „na wszelki wypadek” jest niemożliwe, przede wszystkim ze względu na problemy z ich przechowywaniem i wysokie koszty.

Trudno nie popadać w optymizm, kiedy myśli się o „mokrej”, biologicznej odmianie transhumanizmu. Komórki macierzyste są ukrytą wewnątrz naszych ciał matrycą do budowania samych siebie od nowa, oczywiście przy udziale biologii i medycyny. Istnieje też potencjalnie możliwość wyhodowania nowych, lepszych organów, ale to już zadanie dla genetyków.

Badania nad komórkami macierzystymi są niezwykle ważne, ale i budzą wiele kontrowersji. Pamiętajmy o Tomie Lincolnie i jemu podobnych, bohaterach filmu Wyspa (reż. M. Bay, USA 2005), którzy sklonowali siebie po to, aby w każdej chwili mieć swobodny dostęp do „magazynu” swoich organów. To jak na razie science fiction, ale nauka często przegania ekstrapolacje pisarzy.

Zobacz artykuły opublikowane przez zespół dr hab. Magdaleny Rost-Roszkowskiej w prestiżowym czasopiśmie naukowym PLOS ONE:
Structure and Ultrastructure of the Endodermal Region of the Alimentary Tract in the Freshwater Shrimp Neocaridina heteropoda (Crustacea, Malacostraca)
Cell Death in the Epithelia of the Intestine and Hepatopancreas in Neocaridina heteropoda (Crustacea, Malacostraca)