Dr Sci. Mladen Vuković: Matične ćelije zubne pulpe i njihov značaj u regenerativnoj medicini

    Autor: Dr Sci.Mladen Vuković. spec. zdravstvenog menadžmenta

    Matične ćelije su “temelj” izgradnje cjelokupno gljudskog organizma. Od njih nastaju sva tkiva, svi organi – one su izvor života. Imaju fascinantan potencijal da se dijele i stvaraju nove tipove ćelija u organizmu. Pored toga što ga izgrađuju, one služe tokom cijelog života za regeneraciju organizma.

    U čemu je njihova tajna?

    Matične ćelije mogu da se neograničeno dijele i specijalizuju u bilo koji tip ćelija u našem tijelu. One su posebne jer tačno znaju da pronađu oboljelo tkivo u organizmu i regenerišu ga.

    Matične ćelije imaju tri ključne osobine:

    • One su gradivna osnova tijela

    Matične ćelije su temelj ljudskog organizma. Svi organi i sva tkiva nastali su upravo od njih.

    • Obnavljaju oštećšeno

    Glavna uloga matičnih ćelija je da stvaraju i obnavljaju tkivo, ali i regenerišu ćelije oštećene bolestima i povredama, od krvi do bubrega i mišića.

    • Imaju moć transformacije

    Za razliku od specijalizovanih ćelija koje imaju konkretnu ulogu, matične ćelije su univerzalnog tipa i posjeduju fascinantnu mogućnost transformacije u skoro sve ćelije drugačijeg tipa: srčane, nervne, ćelije krvi, bubrega, mrežnjače…

    Podjela matičnih ćelija

    Matičnećelije se dijele na:

    • Embrionalne
    • Matične ćelije iz krvi pupčane vrpce
    • Odrasle matične ćelije

    Embrionalne matične ćelije – nalaze se u embrionu i koriste se uglavnom za potrebe istraživanja kako bi se bolje razumjela problematika na polju matičnih ćelija.

    Matične ćelije iz krvi pupčane vrpce – nalaze se u krvi pupčane vrpce i potpuno bezbjedno i bezopasno po majku i novorođenče se mogu izdvojiti. To su mlade matične ćelije koje nisu bile pod uticajem spoljašnjih uticaja.

    Odrasle matične ćelije – njihova najveća koncetracija je u kičmenoj moždini, a imaih i u drugim organima. Uveliko se koriste za potrebe liječenja, ali im je mana što u sebi nose “tragove prethodnog života” – preležane bolesti, vakcinacije, uticaj spoljne sredine, što ih čini manje vitalnim.

    Gdje se nalaze matične ćelije u tijelu?

    Matične ćelije još mogu da se pronađu u organima i tkivima, kao što su usna duplja (13 lokacija), jetra, crijeva, koštana srž, krv, mišići, koža, mozak, masno tkivo…

    Koje su mogućnosti matičnih ćelija za liječenje?

    Danas se većina terapija matičnim ćelijama obavlja primenom matičnih ćelija odraslih osoba, ali i terapije matičnim ćelijama iz krvi pupčanika su takođe dale izuzetne rezultate i sve više se koriste. Za sada se matične ćelije koriste za liječenje bolesti krvi, metaboličkih i bolesti imunološkog sistema.

    Liječenje matičnim ćelijama podrazumijeva regeneraciju oštećenih tkiva i organa. Sopstvene matične ćelije se već uspješno koriste u liječenju kardio-vaskularnih bolesti.

    Kako napreduje medicina u oblasti primene matičnih ćelija?

    Matične ćelije se poslednjih decenija koriste u medicini za liječenje raznih bolesti, kao i za razne druge tretmane. Regenerativna medicina je relativno nova oblast koja veoma brzo napreduje, jer se istraživanja šire na čitav svijet.

    Prva liječenja matičnim ćelijama iz pupčanika su bila: liječenje dijabetesa tipa 1 kod djece i adolescenata, kao i dječje paralize koja je nastala kao rezultat oštećenja mozga usled nedostatka kiseonika.

    Predmet veoma intenzivnog istraživanja poslednjih godina su sledeće oblasti:

    • urođene srčane mane (napreduje sa razvojem srčanih zalistaka)
    • neurološki poremećaji (kao na primer povrede kičmene moždine, povreda mozga, Parkinsonova bolest i šlog)
    • transplatacija kože, kostiju i hrskavice

    Značajan uspjeh u liječenju matičnim ćelijama iz pupčanika bio je 2009. godine kada su naučnici sa medicinskog Univerziteta u Hanoveru i Univerziteta u Barseloni predstavili četiri gena koja se nalaze u matičnim ćelijama iz krvi pupčanika, a nazivaju se indukovane pluripotentne matične ćelije (iPS ćelije). Njihov značaj je što mogu da se razvijaju u sve tipove ćelija u tijelu i zbog toga su nada za buduće terapije.

    U prilog tome da upotreba matičnih ćelija u medicini predstavlja njenu budućnost dolazi i činjenica da su dobitnici Nobelove nagrade, iz domena medicine za 2012. godinu, Japanac Šinja Jamanaka i Britanac Džon B. Gurdon, naučnici koji se bave upotrebom matičnih ćelija u terapijama.

    Koliki je potencijal upotrebe matičnih ćelija u medicini?

    Ova oblast u medicini navodi naučnike da istražuju mogućnost terapija za tretiranje bolesti koje su zasnovane na ćelijama. Sa matičnim ćelijama to je veliki potencijal, jer naučnici dolaze do saznanja na koji način organizam razvija pojedinačnu ćeliju i na koji način zdrava ćelija zamenjuje bolesnu u organizmu.

    Matične ćelije se u budućnosti mogu programirati za razne zadatke, odnosno mogu da se specijalizuju i postanu ćelije srca, jetre, krvi… Otkazivanje ili slaba funkcija organa i tkiva u tijelu mogu da se regenerišu. Ovo je naročito vidljivo kod degenerativnih bolesti gdje su nove terapije na vidiku.

    Kakav je znacaj maticnih celija zubne pulpe?

    Iz zubne pulpe su do danas izolovane tri populacije matičnih ćelija koje su označene kao matične ćelije zubne pulpe (engl. Dental Pulp Stem Cells, DPSC), matične ćelije iz eksfoliranih mliječnih zuba (engl. Stem Cells From Human Exfoliated Decidual Teeth, SHED) i nezrele matične ćelije zubne pulpe (engl.Immature Dental Pulp Stem Cells, IDPC). Sve matične ćelije zubne pulpe su ektomezenhimalnog porijekla i lokalizovane su u perivaskularnoj niši.One se lako i efikasno izoluju, visoko su proliferativne, klonogene, multipotentne, ispoljavaju visok stepen plasticiteta i slične su mezenhimalnim matičnim ćelijama koštane srži (BMSC). U njima je pokazana visoka ekspresija gena alkalne fosfataze, proteina 1 matriksa dentina i dentin-sijalofosfoproteina. Takođe, istaknuta je važnost u ovim ćelijama ekspresije više gena koji kodiraju sintezu komponenti ekstracelularnog matriksa, molekula ćelijske adhezije, faktora rasta, transkripcionih faktora, gena prenosa ćelijskih signala, ćelijske komunikacije i metabolizma. U uslovima in vitro ili in vivo ove ćelije mogu da se diferenciraju, s određenim međusobnim razlikama, u pravcu odontoblasta, hondrocita, osteoblasta, adipocita, neurona/glije, glatkih i skeletnih mišićnih ćelija, endotelnih ćelija i melanocita. U uslovima in vivo, nakon implantacije, pokazuju različit potencijal za formiranje dentina, ali i koštanog, masnog i nervnog tkiva.

    Generalno se smatra da DPSC imaju anti-inflamatorno dejstvo i ispoljavaju imuno-modulatorni efekat. Takođe, dovode do imunološke tolerancije ukoliko se implantiraju u alogena tkiva. Sposobnost inhibicije proliferacije T limfocita ukazuje na njihovo imuno-supresivno dejstvo.

    Matične ćelije zubne pulpe otvorile su nove perspektive u terapijskoj primjeni ovih ćelija ne samo u regeneraciji dentina, tkiva periodoncijuma i koštano-zglobnog tkiva kranio facijalne regije, veći u liječenju neurotraume, autoimunskih oboljenja, infarkta miokarda, mišićne distrofije i oštećenja vezivnog tkiva.

    Izazivanje i pospešivanje osteogeneze sa ciljem nadoknade fiziološki i patološki izgubljenog koštanog tkiva pretstavlja veliki izazov u savremenoj medicini i stomatologiji. Iako koštano tkivo ima sposobnost reparacije i regeneracije, gubitak kosti nakon periapikalnih infekcija, parodontalnih oboljenja ili traume, može dovesti do gubitka zuba ukoliko nije primijenjen adekvatan tretman. Kako bi se izbjegla autotransplantacija kosti sa udaljenih djelova tijela (crista illiaca, rebra) savremena stomatologija sve češće pribjegava primjeni različitih aloplastičnih materijala, alograftova i ksenograftova. Ipak, svi ovi materijali imaju svoja ograničenja primjene i nedostatke. Alogeni i ksenogeni graftovi imaju slične biohemijske karakteristike kao kost (biomehanička stabilnost i elastičnost), ali veliki nedostatak predstavlja nemogućnost inicijacijeosteogeneze. Napredak u istraživanjima vezanim za matične ćelije bi omogućio rješavanje ovog problema. Matične ćelije zubne pulpe – DPSCs  imaju mogućnost diferencijacije u različite fenotipove kao što su: osteoblasti, mioblasti, hondrociti i adipiociti. S obzirom na multipotentnost ovih ćelija, istraživači se nadaju njihovoj širokoj primjeni u regenerativnoj endodonciji, a naročito u terapiji kanala korena zuba sa nedovršenim rastom korena.

    Čitavaideja o primeni matičnih ćelija u endodonciji se zasnivana konceptu koji uključuje tri osnovne komponente: izvor ćelija, nosač (prirodnog porijekla ili od sintetskih polimera) i primjena signalnih molekula (TGF/BMPs). Adekvatan izvor ćelija bi bio onaj koji omogućava diferencijaciju u željeni tip ćelija, a pored toga je izdašan i lako dostupan i prijesvega autogen čime se izbegava imuološka reakcija. Nedavna istraživanja su dokazala moguće stvaranje tkiva jako sličnog fiziološkom tkivu zubne pulpe iz matičnih ćelija iz eksfoliranih mliječnih zuba. Prilikom tkivnog inžinjeringa pulpnog i periodontalnog tkiva iz matičnih ćelija zubne pulpe i matičnih ćelija periodontalnog ligamenta kao najprihvatljiviji nosači su se pokazali polimeri i nosači od bovinog kolagena.

    Opisana je izolacija, karakterizacija i diferencijacija matičnih ćelija zubnepulpe. Međutim pored njihove lake dostupnosti veliki problem predstavlja jako mali kvantitet i diskutabilan kvalitet proizvedenih ćelijskih linija. Količina matičnih ćelija zubne pulpe koje posjeduju potrebne ćelijske markere i sposobnosti  je veomao graničena. Najsavremenija istraživanja su pokazala da se matične ćelija nalaze u nišama sa niskim parcijalnim pritiskom kiseonika. Činjenica da hipoksija povećava mogućnost opstan kakloniranih ćelijskih linija i proliferaciju multipotentnih prekursora predstavlja važan napredak u oblasti istraživanja matičnih ćelija. Dalja istraživanja bi trebalo precizno da utvrde da li DPSCs drugačije reaguju na signalne molekule nakon tertmanahipoksijom, jer ta činjenica otvara nove mogućnosti samom promenom njihovog potencijala diferencijacije. Neophodnesu in vitro studije kako bi se omogućila fiziološka simulacija tkiva zubne pulpe i utvrdili tačni mehanizmi proliferacije i diferencijacije DPSCs u različitim uslovima.

    Autor je doktorant na Stomatološkom fakultetu u Beogradu na temi istraživanja matičnih ćelija zubne pulpe

    , ,

    Kontakt forma

     

    Verifikacija

    Comments are closed.