Wykorzystanie komórek macierzystych do leczenia zapalenia stawów i uszkodzeń chrząstki

Pacjenci na co dzień toczą walkę z czasem i starzeniem się. Chcemy być aktywni i zdrowi, a co najważniejsze wolni od bólu. Chcemy nadal robić to, co lubimy robić, a wiele z nich wymaga zdrowych stawów, ale walczymy z uszkodzeniem i pogorszeniem stanu chrząstki w naszych stawach.

Wszędzie wokół nas widzimy przykłady ludzi, którzy do późnej fazy życia wykonują niezwykłe czynności. Widzimy ludzi biegających w maratonach lub spacerujących po polu golfowym, ale nasze stawy nie pozwolą nam nadążyć. Wielu młodszych i w średnim wieku sportowców, którzy doznają uszkodzeń stawów, martwi się długoterminowymi konsekwencjami tego uszkodzenia i jeśli oznacza to, że ich zdolność do kontynuowania tych czynności jest ograniczona.

Pojawia się pytanie: co możemy zrobić? Chrząstka ma ograniczoną zdolność gojenia się lub regeneracji, ale potrzebujemy jej dłużej niż trwa. Czy możemy zrobić coś, aby stymulować gojenie się chrząstki lub odbudować nową warstwę wyściółki dla naszych stawów? Czy komórki macierzyste są odpowiedzią na odwrócenie przebiegu starzenia się lub uszkodzonego stawu?

Co to jest chrząstka i jak ulega uszkodzeniu?

Chrząstka to rodzaj tkanki łącznej w ciele. W naszych stawach mamy kilka rodzajów chrząstki, ale najczęściej ludzie odnoszą się do gładkiej wyściółki stawu zwanej chrząstką stawową lub szklistą. Ten rodzaj chrząstki tworzy gładką warstwę poduszki na końcu kości w stawie. Tkanka ta jest bardzo silna, ale posiada zdolność kompresji i pochłaniania energii. Jest również bardzo gładka i śliska oraz umożliwia bezproblemowe ślizganie się stawu w szerokim zakresie ruchu.

Gdy chrząstka stawowa jest uszkodzona, ta gładka warstwa amortyzująca może ulec zniszczeniu. W przypadku urazów urazowych czasami nagła siła powoduje oderwanie lub uszkodzenie chrząstki, odsłaniając leżącą pod nią kość. W przypadku choroby zwyrodnieniowej stawów (zwanej również zwyrodnieniowym lub zwyrodnieniowym zapaleniem stawów) z biegiem czasu ta gładka warstwa może nosić cienką i nierówną. W końcu, gdy ta poduszka się zużywa, ruchy stawów mogą stać się sztywne i bolesne. Stawy mogą ulegać stanom zapalnym i obrzękom. A gdy objawy te się nasilają, zazwyczaj problematyczny staje się ból i ograniczenia w aktywności.

Istnieją metody leczenia uszkodzeń chrząstki i zapalenia stawów, ale zazwyczaj te zabiegi koncentrują się na łagodzeniu objawów poprzez wygładzenie uszkodzonej chrząstki lub zastąpienie powierzchni stawu sztucznym implantem, takim jak wymiana stawu kolanowego lub operacja wymiany stawu biodrowego.

Jak mogą pomóc komórki macierzyste?

Komórki macierzyste to specjalne komórki, które mają zdolność namnażania się i rozwijania w różne rodzaje tkanek. W stadiach rozwojowych płodu komórki macierzyste są obfite. Jednak w wieku dorosłym komórki macierzyste są ograniczone do określonych zadań regeneracji kilku rodzajów komórek, takich jak komórki krwi. Normalnie w tkance chrzęstnej nie ma komórek macierzystych, a zatem istnieje niewielka zdolność gojenia lub odbudowy nowej chrząstki.

Najczęściej w przypadku chirurgii ortopedycznej i problemów ze stawami, komórki macierzyste pozyskiwane są ze źródeł dorosłych komórek macierzystych. Głównymi źródłami są szpik kostny i tkanka tłuszczowa. Te komórki macierzyste mają zdolność rozwijania się w komórki chrząstki, zwane chondrocytami. Wykazują również inne pomocne właściwości, stymulując organizm do zmniejszania stanu zapalnego, stymulując naprawę komórek i poprawiając przepływ krwi. Proces ten spowodowany jest wydzielaniem sygnałów komórkowych i czynników wzrostu stymulujących organizm do inicjowania procesów gojenia.

Po uzyskaniu komórek macierzystych należy je dostarczyć do obszaru uszkodzenia chrząstki. Jedną z opcji jest po prostu wstrzyknięcie komórek macierzystych do stawu. Przeprowadzono wiele badań, które to dotyczyły, a niektóre dane wskazują na poprawę objawów. Nie wiadomo, w jakim stopniu ta poprawa jest wynikiem wzrostu nowej chrząstki w porównaniu z innymi efektami komórek macierzystych (właściwości lecznicze wymienione powyżej, w tym działanie przeciwzapalne).

Problem z samym wstrzyknięciem komórek macierzystych polega na tym, że chrząstka jest złożoną tkanką, która składa się z więcej niż tylko komórek. Aby zregenerować chrząstkę, należy również zrekonstruować złożoną strukturę tkankową chrząstki. Chrząstka jest często opisywana jako mająca strukturę podobną do rusztowania, która składa się z kolagenu, proteoglikanów, wody i komórek. Uważa się, że wstrzykiwanie tylko komórek macierzystych jest nieskuteczne w stymulowaniu tworzenia całej struktury chrząstki.

Prowadzone są badania nad rodzajami trójwymiarowych rusztowań tkankowych zaprojektowanych tak, aby miały strukturę podobną do chrząstki. Komórki macierzyste można następnie wstrzyknąć do rusztowania, w nadziei na lepsze przywrócenie normalnego typu chrząstki. Druk trójwymiarowy szybko staje się ekscytującą częścią tego typu badań.

Czy leczenie komórkami macierzystymi działa długotrwale?

Przeprowadzono wiele badań dotyczących wykorzystania komórek macierzystych w leczeniu uszkodzeń chrząstki i zapalenia stawów. Większość z tych badań dotyczy stawu kolanowego, ale są też badania dotyczące stawu skokowego, barkowego i innych stawów. Większość z tych badań wykorzystuje zastrzyki, ponieważ rusztowania z inżynierii tkankowej są wciąż opracowywane i nie są dobrze zbadane.

Pozytywne jest to, że badania te często wykazały poprawę w zakresie objawów, przy mniejszym bólu i lepszych wynikach czynnościowych. Z drugiej strony, większość tych badań była bardzo mała i trwała tylko miesiące lub lata. Nie zbadano długoterminowych skutków wstrzyknięć komórek macierzystych.

Nie dzieje się tak dlatego, że nikt nie zajmuje się tymi kwestiami, ale raczej dlatego, że gromadzenie danych długoterminowych zajmuje dużo czasu. Dlatego prawdopodobnie brakuje nam dekady lub więcej, aby wiedzieć zbyt wiele o tym, jak wpływa to na długoterminowe zdrowie stawu.

Innym dużym problemem związanym z większością tych badań jest to, że nie okazały się one dużo, jeśli w ogóle, lepsze niż standardowe niechirurgiczne leczenie zapalenia stawów. Tak więc, chociaż ludzie mogą mieć pewną poprawę dzięki komórkom macierzystym, może to nie różnić się aż tak bardzo niż w przypadku innych metod leczenia uważanych za bezpieczniejsze i znacznie mniej kosztowne. Na przykład, jeśli zastrzyk kortyzonu lub fizjoterapia mają korzystny wpływ, to po co wstrzykiwać eksperymentalne leczenie, które nie okazało się znacznie lepsze?

Wreszcie, istnieją poważne pytania dotyczące bezpieczeństwa leczenia komórkami macierzystymi. Pojawiły się pytania, od aktywacji układu odpornościowego po transformację nowotworową. Częściowo problem polega na tym, że niektóre rodzaje leczenia komórkami macierzystymi są prawdopodobnie bardzo bezpieczne, podczas gdy inne niosą ze sobą znaczne ryzyko, jednak wszystkie są klasyfikowane jako „leczenie komórkami macierzystymi”.

Pacjentom może być trudno wiedzieć, jak bezpieczne może być leczenie, które otrzymują. Dopóki nie wypracujemy wspólnego języka dotyczącego wykorzystania komórek macierzystych i nie zrozumiemy zagrożeń i korzyści związanych z różnymi rodzajami leczenia komórkami macierzystymi, jest zbyt wcześnie, aby te eksperymentalne terapie były szeroko polecane.

Czy warto czekać?

Jednym z najczęstszych pytań osób rozważających dalsze kroki w leczeniu zapalenia stawów jest to, czy warto czekać na leczenie komórkami macierzystymi: czy powinienem odłożyć wymianę stawu w nadziei, że komórki macierzyste są tuż za rogiem?

Jest to mało prawdopodobne. Prawdopodobnie komórki macierzyste będą najbardziej przydatne początkowo dla osób, które mają uraz stawu i chcą zapobiec degradacji chrząstki w tym stawie, a nie dla osób, które chcą odbudować nową chrząstkę. Na przykład młody sportowiec z normalnym kolanem doznaje urazu więzadła i związanego z nim uszkodzenia chrząstki. Struktura ich kolana jest normalna, ale chrząstka została uszkodzona. Istnieje nadzieja, że ​​wstrzykiwanie komórek macierzystych może pomóc stymulować organizm do naprawy tych uszkodzeń, zanim chrząstka zostanie nieodwracalnie uszkodzona.

Jest to zupełnie inny scenariusz niż ktoś, kto ma poważnie uszkodzony staw, który nie jest wyrównany, nie ma chrząstki i ma deformacje, takie jak ostrogi kostne. W tych scenariuszach prawdopodobieństwo znacznej pomocy komórek macierzystych w najbliższej przyszłości jest niewielkie. Przed nami jeszcze długa droga w zakresie inżynierii tkankowej i dostarczania komórek macierzystych, aby wiedzieć, jak pomóc tym osobom.

Wiele osób uważa komórki macierzyste za przyszłość ortopedii i gojenia stawów. Dopiero zaczynamy się uczyć, jak wykorzystać zdolności komórki macierzystej do naprawy i odbudowy chrząstki. Chociaż istnieją zachęcające badania, prawdopodobnie za kilkadziesiąt lat będziemy w stanie odwrócić skutki zapalenia stawów i uszkodzenia chrząstki w sposób, który przyniesie korzyści większości ludzi.

Obecnie wiele pozostało do nauczenia się o komórkach macierzystych. Po prostu nie wiemy wystarczająco dużo o zagrożeniach związanych z leczeniem, możliwych korzyściach i tym, czy oferują one jakąkolwiek przewagę nad innymi metodami stosowanymi obecnie w leczeniu problemów z chrząstką w naszych stawach. Obecnie to, co jedna osoba nazywa „leczeniem komórkami macierzystymi”, może być zupełnie inne od innych. Dlatego porównanie leczenia, bezpieczeństwa i skuteczności jest bardzo trudne.

Zalecamy znaczną ostrożność u kogoś, kto obiecuje poprawę dzięki leczeniu za pomocą komórek macierzystych. Co najważniejsze, obecne leczenie problemów z chrząstką komórkami macierzystymi nie odwraca skutków zapalenia stawów. Podczas gdy niektóre badania wykazują pewną poprawę kliniczną, nie jest to nawet blisko wyleczenia tego stanu.