Choć samo wykorzystywanie komórek macierzystych w leczeniu chorób serca nie jest pomysłem nowym, zwykle obejmuje ono hodowlę komórek pobranych od samych pacjentów, co powoduje bardzo wysokie koszty leczenia. Innym sposobem uzyskiwania komórek macierzystych są ludzkie embriony, jednak ich wykorzystanie wciąż wzbudza bardzo duże kontrowersje.

Zastosowana przez japońskich naukowców z Uniwersytetu Shinshu metoda pozwoliła na naprawienie uszkodzeń serca u pięciu różnych małp dzięki komórkom mięśnia sercowego pochodzącym z komórek macierzystych tylko jednego dawcy – metoda ta pozwala zatem na znaczące zredukowanie nie tylko czasu leczenia, ale przede wszystkim jego kosztów.

W badaniu wykorzystano indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (ang. induced pluripotent stem cells - iPSC). Przez wiele lat sądzono, że jedynie embrionalne komórki macierzyste wykazują pluripotencjalność, tzn. mają zdolność różnicowania się w komórki dowolnego typu. Badania ostanich lat pokazały jednak, że genetycznie modyfikowane somatyczne komórki macierzyste, wytworzone przy wykorzystaniu wirusów, również mogą być pluripotencjalne.

Komórki potrzebne do wytworzenia odpowiednich iPSC pobrano z komórek skóry makaka-dawcy, a następnie wszczepiono do uszkodzonych obszarów serc pięciu makaków-biorców, u których wywołano wcześniej atak serca. Po badaniu przez 12 tygodni po wszczepieniu komórek dawcy, u makaków nie wykryto żadnych oznak odrzucenia komórek. Zaobserwowano ponadto, że przeszczepione komórki poprawiły stan uszkodzonej tkanki sercowej chorych zwierząt. Jedynym znaczącym efektem ubocznym była zwiększona częstość występowania nieregularnego bicia serca - arytmii – jednak naukowcy są przekonani, że nie powinno to stwarzać poważnego zagrożenia dla zdrowia małp.

Ryc. 1. Wytwarzanie iPSC z fibroblastów skóry i ich przekształcenie w kardiomiocyty (na podstawie: Yuji Shiba).

Choć leczenie okazało się skuteczne, makaki były pod obserwacją jedynie przez trzy miesiące (po tym czasie zostały uśpione), nie wiadomo zatem, jakie mogą być długoterminowe skutki terapii. Jednym z głównych zagrożeń związanych z użyciem komórek dawcy jest możliwość odrzucenia ich przez biorcę - jeśli używane są zindywidualizowane komórki macierzyste (komórki pobrane od samych pacjentów) nie ma szans na odrzucenie obcych komórek na skutek odpowiedzi immunologicznej, ponieważ nie wchodzą w konflikt z układem odpornościowym biorcy.

Aby ograniczyć ryzyko odrzucenia komórek, naukowcy wybrali zwierzęta, które były blisko spokrewnione genetycznie. - Obok codziennego stosowania leków immunosupresyjnych – metyloprednizolonu i takrolimusu, upewniliśmy się, że białka powierzchnowe MHC (ang. major histocompatibility complex - główny układ zgodności tkankowej), używane przez system odpornościowy w celu rozpoznania obcych komórek, są zgodne u dawcy i biorców – mówi dr Yuji Shiba z Uniwersytetu Shinshu.

Fizjologiczne podobieństwo makaków do człowieka napawa zatem optymizmem i nadzieją, że zastosowanie iPSC w leczeniu chorób serca u ludzi rozwiąże wiele dotychczasowych problemów, przede wszystkim pozwoli uniknąć transplantacji serca bądź przeczekać czas oczekiwania na przeszczep. Ponieważ badanie było przeprowadzone na małej grupie młodych makaków, niebędne są dalsze badania, aby sprawdzić, czy nowa technika będzie skuteczna w leczeniu ludzi.