Dr. Tóth Géza: Az őssejtek terápiás felhasználási lehetőségei

Az őssejtek kutatása, valamint ezek gyógyító céllal való felhasználása mintegy három évtizedes múltra tekint vissza. 1975-ben E. Donall Thomas és munkatársai ismertették csontvelői őssejtek intravénás infúziójának eredményességét leukémiás betegen. Ezért az óriási horderejű, új kezelési eljárás kidolgozásáért Nobel-díjjal jutalmazták őket.

A csontvelő-átültetés a különböző, életet veszélyeztető betegségekben a végső kétségbeesésben végzett, nagy kockázatú beavatkozásból széleskörűen elfogadott kezeléssé vált. Ma már a csontvelői őssejttranszplantáció számos rosszindulatú vérképző betegség, súlyos vérszegénységek bizonyos formái, egyes immunhiányos állapotok, autóimmun betegségek, anyagcserezavarok esetén gyógyulást eredményezhet.

Ez az eljárás az őssejteknek azon tulajdonságán alapul, hogy akár idegen szervezetbe bejuttatva (a csontvelő átültetés nagy részénél más személyből, lehetőleg közeli rokonból származó őssejteket használnak), ott képesek megtapadni, elvándorolni a szervezet azon helyére, ahol nagy szükség van rájuk és jelen esetben vér, valamint immunsejtté alakulni. Az őssejt beültetés lényege, hogy a beteg csontvelejét, vérképző és immunrendszerét a beavatkozás előtt teljesen megsemmisítik.

Ezt követően egészséges őssejteket juttatnak a beteg érpályájába. Innen a sejtek a csontvelőbe vándorolnak, mert onnan kapják az ún. hívó jelet, vagyis ott van rájuk a legnagyobb szükség. Az őssejteknek ezt a vándorlását „homing” azaz hazatalálás jelenségének nevezik. A csontvelőben megtelepedve szaporodásnak indulnak és differenciálódnak, így hozva létre az új vérképző és immunrendszert. Az őssejtkutatás és felhasználás újabb lépcsőjeként 1989-ben új őssejtforrásként jellemezték a köldökzsinórvért, amit még abban az évben követett az első sikeres köldökzsinórvér-transzplantáció. Ez volt az első klinikai bizonyíték arra nézve, hogy a köldökzsinórvér valóban megfelelő őssejtforrás, amely alkalmas a transzplantációs kezelés lehetőségeinek kiszélesítésére.

A különböző eredetű őssejtek gyógyászati célú felhasználási lehetőségeivel ma már külön tudományág, a regenerációs medicina foglalkozik. Ennek kutatási és alkalmazási területe kiterjed az embrionális őssejtekből származó működő szövetek előállítására és megfelelő előkészítésére éppúgy, mint a szöveti őssejtek izolálására és megfelelő számban történő felszaporítására. Az őssejtekkel való kutatás népszerűségét egyrészt annak köszönheti, hogy a kutatók hatalmas terápiás lehetőséget látnak a technikában; szövetek, szervek tenyésztését ígérik transzplantációs célból. A biotechnológiai ipar egyik legígéretesebb területe a szövetek és egyszerűbb szervek előállítása őssejtekből. Angol nyelvterületen már önálló neve is van: a tissue engineering kifejezést szövettervezésnek is fordíthatnánk. Célja olyan élő protézisek előállítása, melyeknek a segítségével szívbillentyűk, ízületek, porckorongok „gyárthatók”, hogy aztán beültetve átvegyék a beteg szervek funkcióját.

Amerikában már történt sikeres próbálkozás e téren. Szarvasmarha őssejtjéből laboratóriumi körülmények között működőképes vesét hoztak létre, melyet az állatba beültetek. Az „új” vese az eredetihez hasonlóan működött, választott ki vizeletet. De az embrionális őssejtekkel történő kutatások és kísérletezések számos etikai és morális problémát, kérdést vet fel, illetve rejt magában.

Az agy, a vesék, a tüdők, a szívizom és gyakorlatilag valamennyi szervünk az embrionális fejlődés egy szigorúan meghatározott, korai szakaszában alakulnak ki, és felnőtt korban nem tartalmaznak a regenerációhoz elégséges számú őssejtet. Károsodásuk ezért kiterjedt hegesedéshez, szövet-átépüléshez és súlyos funkciókieséshez vezet. Az a felismerés, hogy a korlátozott regenerációs képességgel rendelkező szövetek pótlása embrionális őssejtekből származó élő protézisekkel erősen vitatott kérdés, előmozdította azokat az elgondolásokat és törekvéseket, amelyek felnőtt őssejteket kívánnak hasznosítani.

A szöveti őssejtek folyamatosan osztódó vagy éppen nyugvó állapotban vannak jelen. Ha ezek a sejtek egy adott szöveti környezetbe kerülnek, képesek lehetnek különböző, a szövetet alkotó, érett sejtekké alakulni. Ez az a tulajdonságuk, amiért oly becsesek a tudomány és a gyógyászat számára. Ezeket a felismeréseket aknázzák ki akkor, amikor köldökzsinór vérből származó őssejtet juttatnak a sérült szervbe, vagy a gerincfolyadékba, vagy az érpályába. Ezt a terápiás eljárást alkalmazzák Kínában, aminek manapság oly nagy sajtóvisszhangja van. Gyakorlatilag más személy köldökzsinór véréből kinyerik az őssejteket, majd ezen sejteket koncentrált formában juttatják be a test különböző helyeire.

A köldökzsinórvér őssejtjeinek beültetésekor a szöveti összeférhetőség kisebb eltérései tolerálhatók, ennek eredményeként nagyobb valószínűséggel alkalmazhatók más személy gyógyításában is. Ennek egyik valószínű magyarázata, hogy a köldökzsinórvérben lévő immunsejtek még éretlenek, és ezért kisebb az esélye annak, hogy megtámadják a gazdaszervezetet, azaz a beteget. De mégis egy idegen személy sejtjeit juttatják be a beteg testébe, nem kellően dokumentált és publikált formában. Ennek köszönhető, hogy az orvosi szakma ezen eljárástól kissé elzárkózik, bár a hallott és hangoztatott eredményeik nagyon jók.

A kutatók szerint azonban igazi áttörést mégis az jelentene, ha sikerülne „rávenni” a szervezetet, hogy maga javítsa ki a sérüléseit, pótolja a betegség, baleset vagy egyszerűen öregedés következtében elvesztett sejtjeit. Ehhez nem kell izolálni, tisztítani az őssejteket, nincs szükség nehezen felkutatható donorra és a befogadó szervezet immunrendszerének gátlására. Ha egyszer az őssejtek ott vannak minden szövetben, akkor „csak” tudni kell őket – a megfelelő helyen és időben – aktiválni. Felnőtt korban az őssejtek a szervezet számos szövetében megtalálhatók. A felnőtt szervezetben a szöveti őssejtek biztosítják az élet során a folyamatosan használódó szöveteink állandó újraképződését.

Egy-egy szöveti őssejtnek nagyon sokféle döntést kell hoznia a szervezetben. Az első és legfontosabb, hogy életben maradjon-e, azaz szükség van-e rá, vagy elpusztuljon? Ha életben marad, milyen életutat válasszon? Osztódás vagy differenciálódás, helyben maradás vagy elvándorlás? Mi legyen az osztódás során keletkező leánysejtek sorsa? Továbblépjenek-e a fejlődésben (differenciálódás), vagy őrizzék meg „saját mindenre képes esélyüket” (önfenntartás)? A döntéseket az őssejtek hozzák, de mindenképpen meg kell felelniük az adott szövet és az egész szervezet igényeinek.

Az őssejtek testszerte potenciális alapjául szolgálhatnának a regenerációs folyamatoknak. Intenzív kutatások folynak így a sejtvesztéssel járó kórképek (szívinfarktus, stroke, gerincvelő-sérülés stb.) sejtutánpótlását megoldó terápiás lehetőségek kidolgozására. Ez elméleti síkon magának a betegséget kiváltó oknak a megszüntetésével, befolyásolásával járhatna. Azaz visszaépülne az elhalt szívizom, funkcionálisan működő ideg- és gliasejtekkel népesülne be a sérült agyszövet, újra mozgathatóvá válna a bénult végtag.

Az elmúlt néhány év kísérletei azt mutatták, hogy az egyes szövetekben található és izolálható őssejtek a szervezetbe visszajuttatva különböző sejtekké, szövetekké képesek differenciálódni. Ez az ún. transzdifferenciáció. Így jutottunk el az őssejtek terápiás felhasználásának egy újabb lehetőségéhez, mikor is nem idegen, hanem saját felnőtt őssejteket juttatnak a sérült , regenerálni kívánt szervbe.

Egy egyéves gyermek veleszületett bénulásos betegsége (amyotrophias lateralis sclerosis – ALS) miatt mindeddig képtelen volt gép nélkül lélegezni. Torinói gyermekkórházban az orvosok a gyermek saját csontvelejéből vettek ki őssejteket, és a gerincvelőbe ültették át őket. Ennek köszönhetően a gyerek önállóan is képessé vált a levegővételre. 2005-ben a világon harmadikként Magyarországon is elvégezték az első saját őssejtbeültetést az Országos Kardiológiai Intézetben. Szívinfarktust szenvedett nőbetegtől csontvelői őssejteket nyertek, majd ezen saját őssejteket katéteren keresztül a koszorúsereken át bejutatták arra a szívterületre, ahol az infarktus kialakult.

Ezek az őssejtek képesek megtapadni, és át tudnak alakulni kis kapilláris sejtekké. Így biztosítják egyrészt a vérellátást, másrészt viszont képesek szívizomsejtekké is alakulni. A páciensnél az elhalt szívterület sokkal kisebb lett, mint ahogy azt normálisan várni lehetett volna, valamint a szív működése, ereje is jelentősen javult. Őssejtek nem csak a születés előtt találhatók meg a szervezetünkben, amikor ez kialakulóban van, hanem egész életünk folyamán, és olyan tartalékot képeznek, amelyeknek sejtjei képesek sokféle baj esetén az éppen szükséges speciális sejteket pótolni. Nem olyan régen, a Duke egyetem kutatói rájöttek, bizonyos, az öregedéssel járó folyamatok oka éppen ezeknek a bizonyos őssejteknek a megfogyatkozása.

A kutatókat az izgatta, hogy vajon mi okozza, hogy a korral egyre nagyobb az érelmeszesedés kockázata. Felfedezték, hogy idős korban egyszerre elfogyhatnak, eltűnhetnek azok a csontvelői őssejtek, amelyek ahhoz szükségesek, hogy kijavítsák, és megfiatalítsák az érfalakat, ellensúlyozzák az olyan ártalmakat, mint amilyeneket a helytelen táplálkozás, vagy a dohányzás okoz. Ha pedig ez a kijavítás nem történik meg, akkor az érfalakon lerakódások keletkeznek, kialakul az érelmeszesedés, melyek egy idő után elzárják az ereket. Olyan egereket használtak, amelyeknél idős korban súlyos érelmeszesedés és magas koleszterin szint alakult ki. Ezeket az állatokat speciálisan így tenyésztették ki.

Az állatokba 14 héten át több alkalommal olyan őssejteket fecskendeztek be, amelyek egészséges, fiatal egerekből származtak. A kontroll-csoport semmilyen kezelést nem kapott. 14 hét után a kezelt állatoknál jelentősen kevesebb sérülést találtak az érfalakon annak ellenére, hogy az állatok koleszterin szintje magas volt. Egy különleges eljárással sikerült kimutatni, hogy ezeknek az állatoknak az érfalában megjelentek a bejuttatott csontvelői sejtek, méghozzá azokon a helyeken, ahol általában az érelmeszesedés jelei elsősorban kialakulnak, például ott, ahol a nagyobb erekből kisebbek ágaznak el. Mikroszkóp alatt vizsgálva az is kiderült, hogy ezek a sejtek nem csak oda vándoroltak, ahol a legnagyobb szükség volt rájuk, hanem át is alakultak a megfelelő sejttípussá, egyesek az érfal belső bevonatának, az endotéliumnak a sejtjeivé váltak, mások olyan sima izomsejtekké, amelyek az érbelhártya alatt az érfalat erősítik.

Bizonyított tény, hogy a korral előrehaladva a keringésben lévő őssejtek száma jelentősen csökken. A csökkenő őssejt szám viszont már nem tud megfelelő regenerációt eredményezni, melynek köszönhetően az öregedéssel együtt a szervek működése, funkciója csökken. Másrészt viszont azt is kimutatták, hogy kortól függetlenül minél több az őssejt a szervezetben, annál jobb az egészségi állapot. Tomada professzor szívbetegeket vizsgált. Mindenkinek megmérte a keringésben lévő őssejtek számát. Azt találta, hogy azon betegek akiknek az őssejt száma magasabb volt, gyorsabban és eredményesebben gyógyultak, szemben azoknál, akiknek az őssejt szintjük alacsonyabb volt.

Gyakorlatilag az őssejt szint a legjobb jelzője a keringési rendszer állapotának. Jobb, mint a koleszterin, a vérnyomás, a vércukor, stb. amit kardiovaszkuláris rizikóként ismerünk. Amennyiben lehetőség lenne a saját keringő őssejt számot növelni, az fokozná a regenerációs készséget, csökkentené az öregedéssel járó problémákat, funkciókieséseket, javítaná az életkilátásokat, csökkentené a betegségek rizikóját.