Kādi faktori ietekmē cirkulējošās cilmes šūnas?

Kaulu smadzeņu stromas šūnas un osteoblasti izdala molekulu CXCL12, saukti arī par stromas izcelsmes faktoru. Uz cilmes šūnas virsmas atrodas tās receptors CXCR4, un abu saistība darbojas kā enkurs. Papildus tam šūnu notur adhēzijas molekulas, kas piesaista to stromas šūnām un starpšūnu matricai.

Ja šo saiti novājina, līdzsvars nobīdās par labu izplūšanai asinsritē. Tieši tā darbojas gan zāles, gan organisma paša stresa reakcijas: neitrofilie leikocīti izdala fermentus, kas sašķeļ CXCL12 un adhēzijas molekulas, un cilmes šūna atbrīvojas.

Nišu regulē arī simpātiskā nervu sistēma. Nervu galos izdalītais noradrenalīns maina CXCL12 izdali stromas šūnās, un tādējādi cilmes šūnu izplūde ir pakļauta diennakts ritmam, nevis notiek nejauši.

Sarunvalodā ar cilmes šūnām bieži apzīmē pavisam dažādas šūnu populācijas, kurām ir atšķirīgs potenciāls un atšķirīgs pierādījumu līmenis. Nošķirt tās ir svarīgi, jo tikai vienai no tām ir plaši apstiprināta klīniska lietošana.

Daļa faktoru ir dabiski un īslaicīgi, daļa tiek radīta apzināti zāļu veidā. Kopīgais mehānisms parasti ir viens: nišas saites vājināšana vai plūsmas signāla pastiprināšana.

• Granulocītu koloniju stimulējošais faktors, ko ievada ādā vairākas dienas pirms šūnu savākšanas.
• CXCR4 receptora bloķētāji, kurus pievieno, ja ar augšanas faktoru vien nepietiek.
• Akūts iekaisums un infekcija, kas aktivizē neitrofilos leikocītus un to fermentus.
• Asins zudums, audu trauma, apdegums un operācija.
• Intensīva fiziska slodze, kuras laikā palielinās simpātiskās sistēmas aktivitāte.
• Hipoksija, piemēram, uzturēšanās augstkalnē vai hroniska plaušu slimība.
• Ķīmijterapijas atveseļošanās fāze, kad kaulu smadzenes strauji atjaunojas.

Tikpat svarīgi ir zināt, kas mobilizāciju kavē, jo no tā atkarīgs, vai donoram vai pacientam vispār izdosies savākt pietiekamu šūnu devu.

• Gadu skaits: ar vecumu kaulu smadzeņu rezerve un atbildes reakcija uz augšanas faktoru mazinās.
• Iepriekš saņemta ķīmijterapija, īpaši alkilējošie līdzekļi, un staru terapija uz iegurni vai mugurkaulu.
• Plaša kaulu smadzeņu iesaiste audzēja vai fibrozes dēļ.
• Smēķēšana, cukura diabēts un hroniska nieru slimība, kas pasliktina asinsvadu progenitoro šūnu funkciju.
• Daži medikamenti, tostarp ilgstoša kortikosteroīdu un atsevišķu citostatiķu lietošana.
• Nepietiekams uzturs un izteikta hroniska iekaisuma slodze.

Perifēro asiņu cilmes šūnu savākšana ir standartizēta procedūra, kas notiek hematoloģijas nodaļā. Donoram vai pacientam tā parasti nozīmē vairāku dienu injekcijas un pēc tam vienu vai vairākas vairāku stundu procedūras aparātā.

1. Vairākas dienas pēc kārtas ievada augšanas faktoru, kas izdzen šūnas no kaulu smadzenēm.
2. Asins analīzēs seko CD34 pozitīvo šūnu skaitam, lai noteiktu labāko savākšanas dienu.
3. Ja skaits nesasniedz vajadzīgo līmeni, pievieno CXCR4 bloķētāju.
4. Veic aferēzi: asinis izvada caur aparātu, atdala cilmes šūnu frakciju, pārējo atgriež atpakaļ.
5. Savākto materiālu skaita, pārbauda un sasaldē šķidrā slāpekļa temperatūrā.
6. Pirms atdošanas pacientam materiālu atkausē un ievada pa centrālo venozo katetru.

Galvenā metode ir plūsmas citometrija, kurā šūnas iezīmē ar fluorescējošām antivielām un aparāts saskaita, cik daudz to nes CD34 marķieri. Rezultātu izsaka uz asins tilpuma vienību vai uz saņēmēja ķermeņa masas kilogramu.

Papildus izmanto kolonijas veidojošo vienību kultūras, kurās šūnas audzē uz barotnes un vērtē, cik daudz dzīvotspējīgu koloniju izaug. Tā ir lēnāka metode, tāpēc lēmumu par savākšanas dienu parasti pieņem pēc citometrijas.

Svarīgi saprast, ka skaitlis pats par sevi neko nenozīmē bez konteksta. Viens un tas pats rezultāts var būt labs iznākums gados vecākam pacientam pēc vairākām ķīmijterapijas līnijām un neapmierinošs jaunam veselam donoram.

Mobilizācija ir tikai puse no stāsta. Lai transplantāts nostrādātu, ievadītajām šūnām no vēnas ir jāatrod ceļš uz kaulu smadzenēm un tur jāapmetas; šo procesu sauc par mājupceļu. Tas balstās uz to pašu CXCL12 un CXCR4 pāri, tikai darbojas pretējā virzienā: niša izdala signālu, un šūna pa tā gradientu virzās pretī.

Ceļā šūnai jāizkļūst cauri kaulu smadzeņu asinsvadu sienai. To pieļauj selektīnu un integrīnu saites, kas vispirms liek šūnai ripot gar endotēliju, pēc tam apstāties un izspraukties starp endotēlija šūnām. Pēc apmešanās nišā šūna atsāk dalīties un pakāpeniski atjauno visas asins šūnu līnijas.

Tieši tādēļ transplantāta iedzīvošanās nenotiek uzreiz. Starp ievadīšanu un pirmajām pašu saražotajām asins šūnām paiet laiks, kurā cilvēks ir bez pietiekamas imūnās aizsardzības, un šis periods ir galvenais infekciju risks visā ārstēšanas gaitā.

Pirmā sajaukšana ir ar embrionālajām cilmes šūnām. Tās iegūst no agrīna embrija, tās ir pluripotentas un spēj veidot jebkuru audu, kamēr pieauguša cilvēka cirkulējošās cilmes šūnas ir daudz šaurāk specializētas un lielākoties dod tikai savas līnijas šūnas.

Otrā sajaukšana ir ar inducētajām pluripotentajām šūnām, kuras laboratorijā iegūst, pārprogrammējot nobriedušu šūnu. Tās nav asinīs atrodama populācija, bet gan tehnoloģiski radīts materiāls.

Trešā un praktiski bīstamākā sajaukšana notiek tirgū. Klīnikas mēdz piedāvāt „cilmes šūnu terapiju“ locītavu, ādas vai neiroloģiskām problēmām, atsaucoties uz to pašu vārdu. Pirms piekrist šādai procedūrai, ir vērts pajautāt, kādā reģistrā ir reģistrēta metode un kādā pētījumā tā pārbaudīta, un apspriest to ar savu ārstējošo ārstu.

Cilmes šūnu izdalīšanās asinīs pakļaujas diennakts ritmam, un cilvēkam tā mainās dienas gaitā. Tas nav sīkums: klīniskajos protokolos savākšanas laiks tiek plānots, nevis izvēlēts nejauši, jo vienā dienā paņemtais materiāls var atšķirties atkarībā no stundas.

Otrs mazāk zināmais aspekts ir tas, ka mobilizētas cilmes šūnas nav identiskas tām, kas mierīgi sēž nišā. Pēc izdzīšanas mainās to virsmas molekulu sastāvs un gatavība dalīties, tādēļ pēc perifēro asiņu transplantāta asins aina parasti atjaunojas ātrāk nekā pēc klasiskas kaulu smadzeņu transplantācijas, taču atšķiras arī imūnās komplikācijas risks.