UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “GR. T. POPA” – IAŞI FACULTATEA DE BIOINGINERIE MEDICALĂ SPECIALIZAREA BALNEO-FIZIOKINETOTERAPIE ŞI RECUPERARE PROGRAM DE MASTER: BIOINGINERIA REABILITĂRII
UTILIZAREA CELULELOR STEM IN INGINERIA TISULARA
IAŞI 2015
“Nu îndrăznim pentru că lucrurile sunt dificile, ci pentru că nu îndrăznim lucrurile sunt dificile” Seneca
Ingineria tisulară este un domeniu multidisciplinar care include biologia, medicina şi ingineria şi are ca scop promovarea calităţii vieţii umane prin restabilirea, menţinerea sau ameliorarea funcţiei ţesuturilor sau organelor. Potrivit specialistilor, recoltarea de celule stem din placenta reprezinta o sursa bogata de celule stem cu un divers potential de utilizare. Totodata, prin progresele obtinute in ultimii ani in cercetarea celulelor stem s-au prefigurat
noi perspective de utilizare terapeutica a acestora in domeniul nou al medicinei regenerative avand ca scop tratarea mai eficienta a unor boli cronice, degenerative sau posttraumatice, cum ar fi boli cardiovasculare, hepatice, leziuni ale maduvei spinarii, boli inflamatorii cronice sau autoimune
S-a observat că prin obţinerea de diferite tipuri de celule sănătoase din celulele stem, pot fi ajutaţi bolnavi cu diferite boli cronice sau degenerative cum ar fi diabetul zaharat dependent de insulină, osteoartrita, hepatita, ciroza, arsurile, distrofia musculară, atacul cerebral, boala Alzheimer, scleroza multiplă, bolile hematologice congenitale, leucemiile, imunodeficienţele. Bucuria descoperirii calităţilor acestor celule constă în faptul că se pot obţine celule care pot reface anumite ţesuturi afectate ale unui bolnav pornind chiar de la celulele stem ale bolnavului respectiv, ceea ce nu va mai expune persoana respectivă la fenomene de reacţie imună faţă de orice alt tip de transplant care i-ar fi necesar şi s-ar realiza de la o altă fiinţă umană. La ora actuală se practică auto-transplantul de celule stem hematopoietice, pentru diferite afecţiuni hematologice.
În 1998, la workshop-ul susţinut de National Science Foundation s-a adoptat conceptul de inginerie tisulară, prin care se desemna o ştiinţă interdisciplinară şi multidisciplinară care aplică principiile ingineriei şi ale ştiinţelor vieţii pentru creşterea şi dezvoltarea de ţesuturi şi organe (substituenţi biologici) necesare diferitelor operaţii de transplant. Aceste preocupări au dat naştere unei noi ramuri medicale: medicina regenerativă. Pentru crearea de ţesut nou, necesar în cele mai multe cazuri restaurării unui ţesut sau organ lezat sau cu funcţionalitate redusă, ingineria tisulară a găsit trei modalităţi: 1.creşterea în laborator a fragmentului de ţesut sau organ necesar, pornind de la celulele stem ale pacientului, 2. infuzia în zona afectată de factori care să stimuleze celulele stem şi astfel regenerarea să fie accelerată, 3. injectarea de celule stem în zona afectată. S-au realizat multiple experimente pentru a se proba eficacitatea fiecărei metode. Pentru zone mari de ţesut afectat, cum ar fi spre exemplu în cazul arsurilor întinse, cu siguranţă este necesară creşterea în laborator a ţesutului respectiv, pornind de la celulele stem ale pacientului. Cercetările referitoare la aceste aspecte s-au realizat şi se realizează atât pe pământ cât şi pe diverse staţii orbitale. S-a reuşit creşterea unor fragmente de cartilaj uman în laboratoarele din spaţiu. Se doreşte cunoaşterea şi a influenţelor pe care microgravitaţia le are asupra ţesuturilor organismului uman.
Anul acesta, în luna octombrie, s-a acordat premiul Nobel pentru medicină şi fiziologie grupului de cercetători Mario Capecchi, Martin Evans şi Oliver Smithies pentru munca lor în domeniul ingineriei genetice aplicate celulelor stem embrionare murine. Amploarea care a luat-o în ultimii ani preocuparea pentru diferitele aplicaţii ale celulelor stem se observă atât în acordarea premiului Nobel 2007 anumitor cercetări realizate în acest domeniu cât şi prin organizarea celui de-al doilea Congres European de Celule Stem şi Medicină Regenerativă. Printre primele subiecte discutate la acest congres s-au numărat şi cele privind utilizarea celulelor stem în dezvoltarea medicamentelor şi modul în care ajută tehnologia cu celule stem la procesul descoperirii de noi medicamente. Bineînţeles firmele farmaceutice nu puteau să ignore aşa o oportunitate de a-şi creşte eforturile de sporire a producţiei.
Descoperirea celulelor stem si utilizarea acestora in tratamentul diferitelor afectiuni este una dintre cele mai mari descoperiri ale medicinei moderne. Celulele stem sunt celule 'nespecializate' din care se formeaza toate celulele specializate ale organismului, inclusiv trombocitele (necesare pentru coagulare) si globulele rosii si cele albe. O serie de studii au fost realizate pana cand oamenii de stiinta au reusit sa inteleaga modul in care celulele stem se transforma in celule specializate - acele celule care ne fac ceea ce suntem. Datorita structurii lor primare celulele stem ajuta la regenerarea celulara, fapt care conduce la tratarea mai multor afectiuni si dizabilitati, printre care se afla: boala Parkinson, Screloza multipla amiotrofica, leziuni ale maduvei spinarii,arsuri, boli cardiovasculare, diabet sau artrita. Oamenii de stiinta au reusit sa examineze o celula susa embrionara umana (hESC) in 1998, cand un grup de cercetatori condus de Dr. James Thomson de la Universitatea din Wisconsin a dezvoltat o tehnica de izolare si dezvoltare celulara. Cu toate ca celulele hESC sunt utile in tratatea a numeroase afectiuni devastatoare, utilizarea propriu-zisa a acestora in medicina se afla, inca, intr-o faza incipienta. Cuprins articol 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Generalitati Unde se gasesc celulele stem? Cancer Afectiuni autoimune Afectiuni ale sistemului cardiovascular Afectiuni oftalmologice
7. Afectiuni imunodeficitare 8. Afectiuni neuronale degenerative 9. Anemii / Boli de sange 10. Accidente 11. Afectiuni metabolice Unde se gasesc celulele stem? Sus Mai exact, de unde provin celulele stem? Majoritatea persoanelor sunt familiarizate cu termenul de "maduva osoasa" - materialul moala, cu aspect de burete care se gaseste in interiorul oaselor. Maduva osoasa contine celule imature, cunoscute sub denumirea de celule hematopoetice. Celulele stem hematopoetice sunt diferite de celulele stem embrionare. Celulele stem embrionare pot da nastere oricarui tip de celula existent in organismul uman. Celulele stem hematopoetice contin 3 tipuri de celulele sanguine: globule albe, care lupta impotriva infectiilor, globule rosii, care transporta oxigen, si trombocite, care ajuta la coagularea sangelui. Cea mai mare cantitate de celule stem hematopoetice se gasesc in maduva osoasa, iar unele celule, numite celule stem din sangele periferic (PBSCs) se gasesc in sange. Atentie! Pentru gravide De regula, dupa nastere cordonul ombilical este aruncat impreuna cu placenta, cu toate ca sangele care se gaseste in interiorul cordonului ombilical este o sursa bogate de celule stem embrionare. Ca si celulele din maduva osoasa, celulele stem din cordonul ombilical pot fi utilizate in tratamentul mai multor afectiuni genetice care afecteaza sangele si sistemul imunitar, leucemia si anumite forme de cancer. Pana in prezent sunt cunoscute aproximativ 70 de afectiuni care pot fi tratate cu celulele stem din cordonul ombilical. Mai jos va prezentam o lista cu afectiunile pentru care celulele stem sunt considerate o optiune de tratament. Cancer Sus Tipuri de cancer care pot fi tratate cu celule stem: - tumoare craniana; - retinoblastom; - cancer de piele: carcinomul cu celule Merkel; - cancer testicular; - cancer ovarian; - tumori abdominale; - limfom non-Hodgkin; - limfom Hodgkin; - leucemie acuta limfoblastica; - leucemie mielocitara acuta; - leucemie mielocitara cronica; - leucemie mielocitara juvenila; - cancer la nivelul ganglionilor limfatici: Limfadenopatia angioimunoblastica; - mielom multiplu; - mielodisplazie;
- cancer mamar; - sarcomul Ewing; - neuroblastom; - cancer renal; - diverse tumori solide; - sarcoamele tesuturilor moi; - macroglobulinemia sau boala lui Waldenstrom; - Limfohistiocitoza hemofagocitica; - Rabdomiosarcom; - Sindromul Poems (manifestarile acestui sindrom constau in polineuropatie, organomegalie, endocrinopatie, mielom multiplu si leziuni ale pielii / skin - POEMS); - Tumoare a timusului. Afectiuni autoimune Sus - screloza multipla; - boala Crohn; - artrita reumatoida; - artrita juvenila; - sclerodermia; - lupus eritematos diseminat; - scleromixedem; - policondrita atrofianta; - sindromul Sjogren; - Boala Behcet; - Miastenia Gravis; - citopenii autoimune; - vasculita sistemica; - alopecia totala. Afectiuni ale sistemului cardiovascular Sus Diferite afectiuni ale inimii, precum anevrismul aortei toracice si abdominale sau angina pectorala. Afectiuni oftalmologice Sus Celulele stem ajuta la regenerarea corneei. Afectiuni imunodeficitare Sus - sindromul de imunodeficienta severa combinata; - sindromul limfoproliferativ X-linkat; - neutropenia congenitala; Afectiuni neuronale degenerative Sus
- boala Parkinson; - leziuni la nivelul maduvei spinarii; - leziunile provocate de un accident vascular cerebral; Anemii / Boli de sange Sus - Anemia cu celule in secera (siclemie); - Anemie sideroblastica; - Anemia aplastica (severa); - Trombocitopenia amegacariocitara; - Infectia cu virusului Epstein-Barr; - Anemia lui Fanconi; - Anemie Diamond Blackfan (aplazie congenital a eritrocitelor); - Talasemia majora; - Aplazia de eritrocite; - Amiloidoza primara. Accidente Sus - Gangrena membrelor; - Refacerea oaselor craniene; - Paralizie cerebrala. Afectiuni metabolice Sus - Osteogeneza imperfecta; - Boala Sandhoff; - Sindromul Hurler; - Osteopetroza; - Boala Krabbe; - Diabet de tip 1.
