Zadanie 2 projektu, które realizuje kierowany przez prof. Machalińskiego zespół, dotyczy roli VSELs (bardzo małych podobnych do embrionalnych komórek macierzystych) w mechanizmie endogennej odpowiedzi patofizjologicznej na ostre zaburzenia organiczne i funkcjonalne homeostazy organizmu.

W jednym z podzadań naukowcy skupiają się na poznaniu mechanizmów warunkujących endogenną regenerację u dzieci przedwcześnie urodzonych oraz identyfikacji zmniejszenia uszkodzenia narządów z powodu podjęcia funkcji naprawczych przez własne krążące/mobilizowane komórki macierzyste wykrywane we krwi pępowinowej.

Niespodziewane wyniki badań wcześniaków

- Celem naszych badań jest ograniczenie uszkodzenia i dysfunkcji narządów wcześniaka przez zastosowanie autohemotransfuzji krwi pępowinowej zawierającej komórki macierzyste pluripotencjalne (VSELs). Żeby zrealizować to zadanie zrealizować, wykonaliśmy badania wstępne, które miały określić, jakie populacje komórek macierzystych występują we krwi pępowinowej wcześniaków, jaka jest kinetyka krążenia tych komórek od momentu porodu do półtora miesiąca po porodzie, jak funkcjonują one w odniesieniu do poszczególnych populacji komórek macierzystych - wyjaśnia prof. Machaliński.

Wskazuje, że w przypadku dziecka przedwcześnie urodzonego wyróżnia się kilka najważniejszych powikłań wcześniaczych. Wśród tych, które szczególnie zagrażają dalszemu rozwojowi noworodka są krwawienia dokomorowe i retinopatia wcześniacza. Oba są uszkodzeniami ośrodka układu nerwowego, które mogą potem wpływać bardzo niekorzystnie na rozwój psychomotoryczny dziecka.

Często występującymi są również uszkodzenia naczyniopochodne, krwiopochodone, infekcje, niedokrwistość, ze strony układu pokarmowego, oddechowego, krwiotwórczego.

- Obserwowaliśmy powikłania wcześniacze badając grupę 90 noworodków przedwcześnie urodzonych względem 52 noworodków urodzonych o czasie. Wstępne wyniki są dość niespodziewane. Ustaliliśmy, że komórki prymitywne, podobne do embrionalnych, występują większym natężeniu w krwi obwodowej u wcześniaków. Im mniejsza jest masa ciała, tym więcej jest tych komórek. Można przypuszczać, że na etapie bardzo wczesnego rozwoju, właściwie jeszcze ciążowego, komórki prymitywne włączają się w tworzenie narządów - relacjonuje naukowiec.

Jest korelacja

Jak wskazuje, najciekawsze obserwacje dotyczą krwiotwórczych komórek macierzystych. Badacze z PUM ustalili, że rozwój powikłań wcześniaczych istotnie koreluje z mniejszą liczbą komórek macierzystych krwiotworzenia krążących w krwi pępowinowej.

Według nich, im więcej tych komórek znajduje się krwi pępowinowej, tym prawdopodobieństwo wystąpienia wad wcześniaczych, które mogą wystąpić w pierwszych dniach i tygodniach jest zdecydowanie niższe.  

- Dokonaliśmy wieloczynnikowej analizy. Jako zmienne niezależne wybraliśmy liczbę krwiotwórczych komórek macierzystych w krwi pępowinowej, wiek ciążowy, masę ciała, wynik w skali Apgar, itp. Okazało się, że im mniej tych komórek w krwi pępowinowej, tym większe prawdopodobieństwo rozwoju powikłań wcześniaczych. Jest to zatem czynnik niezależny tzn. bardzo silnie statystycznie wskazujący, że takie powikłania jak krwawienia dokomorowe, infekcje, powikłania płucne wystąpią - mówi szef Zakładu Patologii Ogólnej PUM.

W jego opinii, populacja komórek krwiotwórczych powinna być uznana jako cel dalszych badań, gdyż komórki te mogą mieć znaczenie ratownicze w kontroli zachorowań wcześniaków. Wskazuje, że noworodek urodzony w 27 tygodniu ciąży waży ok. 700-800 gram, donoszony, urodzony w 37 tygodniu ok. 2900-3500, a więc trzy, cztery więcej.

Rozwinie się niedokrwistość

- Łożysko i pępowina dostarcza noworodkowi wszystkich substancji potrzebnych do rozwoju. Krew obwodowa noworodka, która jest w pępowinie i łożysku stanowi nawet 70 proc. całej krwi krążącej. Tracimy ją w momencie przecięcia pępowiny. To wielka strata dla tego małego dziecka. Dodatkowo biorąc pod uwagę, że im mniejsze dziecko, tym koncentracja komórek macierzystych w tej krwi jest większa - niedojrzały noworodek traci względnie bardzo dużo krążących komórek macierzystych. Kwestią kilku dni jest, że rozwinie się niedokrwistość - mówi prof. Bogusław Machaliński.

Żeby uratować wcześniaka, trzeba mu podać masę erytrocytarną (krwinki czerwone) od dorosłych dawców. Rozwiązanie to ma jednak słabe punkty.

- Po pierwsze erytrocyty od dorosłego mają inny typ hemoglobiny A1, a więc posiadającą inne właściwości fizykochemiczne, która jest dostosowana do dorosłego etapu życia człowieka. Po drugie należy je podać w określonej objętości. Jeżeli podajemy same erytrocyty, to ''rozcieńczamy'' pozostałe krążące komórki krwiotwórcze, promując w ten sposób rozwój powikłań wcześniaczych. Podsumowując, tym ruchem jatrogennym ratujemy wcześniakowi życie, ale i prawdopodobnie narażamy go na dodatkowe powikłania - tłumaczy.

Pracując nad wyeliminowaniem tego zagrożenia, naukowcy z PUM w momencie urodzenia się wcześniaka pobierają jego krew pępowinową i przechowują ją w banku krwi. Jeśli w ciągu kilku dni okazuje się, że u dziecka rozwija się niedokrwistość, zamiast masy erytrocytalnej podają wcześniakowi jego własną krew pępowinową - nie tylko z dobrą hemoglobiną płodową, ale też z wszystkimi komórkami macierzystymi, które stracił parę dni wcześniej.

Jak w banku

- W ten sposób niejako przywracamy stan fizjologiczny sprzed odcięcia pępowiny. Mamy obecnie pięcioro takich noworodków w obserwacji dłuższej. Zaobserwowaliśmy, że w porównaniu z wcześniakami leczonymi masą erytrocytalną prawdopodobieństwo wystąpienia najgroźniejszych powikłań wcześniaczych jest trzy razy niższe - zaznacza prof. Machaliński.

Podkreśla, że noworodkowi podawane są jego własne komórki - zdrowe fizjologicznie, w żaden sposób nie modyfikowane ani nie wzbogacane żadnymi innymi komórkami czy preparatami.

- Żeby trzymać się tych warunków, wykluczyliśmy np. mrożenie krwi pępowinowej, gdyż w procesie tym komórki dojrzałe ulegałyby rozpadowi. Można by wyizolować same komórki macierzyste, ale i tu są pewne przeciwwskazania. Żeby je zamrozić trzeba je zmieszać z konserwantem - w innym środowisku uległyby obumarciu. Najkorzystniejsze jest podanie w pierwszych dniach krwi pępowinowej bez dodatku konserwantów - zaznacza.

Wskazuje też, że wyniki wstępnych badań - które kierowany przez niego zakład przeprowadza wraz z zespołami prof. Jacka Rudnickiego oraz prof. Ryszarda Czajki z Kliniki Patologii Noworodka Katedry Położnictwa, Ginekologii i Neonatologii PUM - wyglądają na bardzo obiecujące, ale potrzebne są dalsze badania na większej próbie.

• KOMÓRKI MACIERZYSTE