Cilmes šūnas ir primārās nediferencētās šūnas, kurām ir unikāls potenciāls veidot jebkāda veida citas nobriedušas šūnas organismā ar tām raksturīgo formu un specializētām funkcijām. Medicīnas zinātnieki tic, ka cilmes šūnas var izmantot, lai ārstētu audus vai arī izaudzētu orgānus, tādējādi izārstējot dažādas slimības.

Nabas saites asins cilmes šūnām (NSCŠ) piemīt multipotentas reģenerācijas spējas, tās aizvien vairāk tiek lietotas kā alternatīva alloģeneiskās un autologās transplantācijās, kur nelīdz ķīmijas vai arī kaulu smadzeņu cilmes šūnu pārstādīšanas terapijas. Ņemot vērā šo faktu, ir nepieciešams uzzināt efektīvākās NSCŠ iegūšanas metodes, kā arī NSCŠ fizioloģiskās īpašības, lai nākotnē tās varētu izmantot, pilnveidojot transplantācijas metodes ļaundabīgo audzēju, asins slimību, iedzimstošu vielmaiņas slimību kā arī imūnnepietiekamības ārstēšanā.

Cilmes šūnu pētījumi pasaulē.

Pirmā cilmes šūna ir apaugļota olšūna- zigota. Pēc apaugļošanās tā dalās vairākas reizes.

Pasaulē sen izmantota un plaši pazīstama ir pieauguša cilvēka cilmes šūnu pārstādīšana, piem., kaulu smadzeņu cilmes šūnu pārstādīšana, kuras ir multipotentas.

Jaunākie zinātnes atklājumi ļauj izmantot embrionālās cilmes šūnas transplantācijās . Tā kā cilmes šūnām, kas iegūtas no blastocista iekšējās šūnu masas( Sk.1.att.) ir pluripotents raksturs, tās ir spējīgās izaugt par jebkuru šūnu no 200 šūnu tipiem cilvēka organismā. Pozitīvi ir tas, ka tās var augt neierobežoti savā nediferencētajā stāvoklī nezaudējot savas cilmes šūnu īpašības Embrionālās cilmes šūnas var tikt iegūtas no klonēta blastocista, kas radīts, saplūstot bezkodola olšūnai ar pacienta šūnu. Blastocistam ļauj augt līdz dažu desmitu šūnu lielumam un tad tiek iegūtas cilmes šūnas. Tā kā šūnas tiek iegūtas no klona, tās ģenētiski sakrīt ar pacienta šūnām. Tomēr šajos cilmes šūnu transplantācijas pētījumos nozīmīgs šķērslis ir ētiskais faktors jo, lai iegūtu kultivētu cilmes šūnu līniju, ir nepieciešams iznīcināt blastocistu(embriju, kas nav vēl izaudzis līdz 150 šūnu lielumam), kas pēc daudzu domām ir cilvēks.

Nabas saites asiņu iegūšanas metodes

Asinis no placentas un nabas saites ir vēl viens pieaugušo cilmes šūnu avots. Ilgu laiku nabas saite un placenta tika uzskatītas par bioloģiskiem atkritumiem, taču nepieciešamība pēc cilmes šūnām smagu slimību ārstēšanas terapijā, bija iemesls izpētīt nabas saites asinis un tajā atrodošās cilmes šūnu īpašības.

Visizplatītākā nabas saites asiņu savākšanas procedūra ir relatīvi vienkārša. Nekavējoties kā bērniņš ir piedzimis nabas saite tiek nogriezta. Tad placenta un nabas saite tiek pārnesta uz blakus laboratoriju. Placenta tiek ielikta sterilā atbalstošā struktūrā, kur nabas saite karājas cauri balstam. Tad saite tiek notīrīta ar betadīnu un alkoholu, tad nabas saites vēnā tiek ievietota adata. Asinis caur adatai tiek sūktas uz standarta asins savākšanas maisu, kas sastāv no šķīduma, kas neļauj asinīm sarecēt (antikoagulants). Asinis tad tiek savāktas ar gravitācijas drenāžas palīdzību .(Sk. 2. att. )

Otrā metode iekļauj saites asiņu savākšanu pēc bērniņa piedzimšanas, kamēr placenta vēl ir mātē. Šī metode teorētiski ir izdevīgāka divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, savākšana notiek ātrāk, pirms asinīm ir iespēja sarecēt. Otrkārt, tā izmanto dzemdes kontrakcijas asins savākšanas uzlabošanai. No otras puses šī metode ir uzmācīga un var iejaukties mātes rūpēs pēc bērniņa piedzimšanas. Tomēr šai metodei var tikt dota priekšroka, kad asinis tiek vāktas brālim vai māsai, tāpēc, ka ir mazāka iespējamība zaudēt šūnas asins sarecēšanas vai citu negadījumu dēļ.

[“Cord Blood Stem Cell Transplantation” The Leukemia & Lymphoma Society,05.2004, 2-3lpp ]

Nabas saites cilmes šūnu iegūšana un apstrāde

Pēc asiņu savākšanas, maiss ar asinīm tiek nekavējoties pārnests uz aparatūru testēšanai un saglabāšanai. Testēšanas procedūras iekļauj audu saderības vai arī sauktu par cilvēka leikocīta antigēna (HLA-no angļu val. Human Leikocyte Antigen) tipa noteikšanu, lai noskaidrotu saderības līmeni ar potenciālajiem recipientiem, un testēšanu uz infekciozajiem aģentiem tādiem kā AIDS vīruss, citomegalovīruss un hepatītvīrusiem. Pēc krioprotektanta pievienošanas asinis tiek sasaldētas un turētas šķidrajā slāpeklī ļoti zemā temperatūrā, lai varētu nākotnē izmantot. Pēc asins savākšanas eritrocīti , kā arī leikocīti tiek aizvākti no saites asinīm gan lai samazinātu glabājamā materiāla tilpumu, gan arī lai samazinātu iespējamību iedot nesaderīgus eritrocītus recipientam, asinīm sajaucoties.[ Marshall A. Lichtman” Blood and Marrow Stem Cell Transplantation: Leukemia, Lymphoma and Myeloma”, 04. 2002,45. lpp]

Nabas saites cilmes šūnu raksturojums

Nabas saites asinis(NSA) ir bagātas ar cilmes šūnām. Vidējais nabas saites asiņu tilpums, kas var tikt ievākts no placentas pēc bērniņa piedzimšanas, vai nu kad placenta ir in situ vai arī pēc tās izgrūšanas, ir 90 ml un vēl satur kodolsaturošas šūnas un CD 34 + šūnas . Pastāv korelācija starp kodolsaturošo šūnu daudzumu un cilmes šūnu iemājošanas efektivitāti.
[Satkiran S. Grewal et.al. “Unrelated donor hematopoetic cell transplantation: marrow or umbilical cord blood?” BLOOD, 1 June 2003, Volume 101, Number 11,4235 pp]
Nabas saites cilmes šūnu lielo reģenerācijas spēju arī nosaka tas, ka to hromosomu telomēras ir par 4kilobāzēm garākas nekā piemēram kaulu smadzeņu cilmes šūnām. (Sk 3.att)

Kā cilmes šunas palīdz ārstēšanas procesā

Kad cilmes šūnas tiek intravenozi, intramuskulāri injicētas vai arī zem ādas, tās ceļo uz tām ķermeņa daļām, kas cietušas no kāda bojājuma. Dažādajās bojājuma vietās asins šūnas ir tikušas bojātas, ierobežotas un saspiestas. Šie saspīlējumi neļauj skābeklim, ko pārnēsā eritrocīti, tikt cauri pie audiem., kas veido nodalījumus , kam ir zems skābekļa saturs. Tā kā cilmes šūnas ir lielas, tās iestrēgst šajos mazo eritrocītu sastrēgumos. Zemais skābekļa līmenis ir tieši tas, kas nepieciešams cilmes šūnām, lai augtu un vairotos.

Tā kā cilmes šūnas aug bojātās, hipoksiskās audu vietās, tās pakāpeniski stimulē apkārtesošās šūnas , ar kurām cilmes šūnas nonākušas kontaktā. Tā kā tās aug un specializējas, tās ir spējīgas transformēties jaunās asins šūnās, neironos, muskuļu šūnās, acu šūnās, aknās, nierēs, plaušās, kaulu smadzenēs, etc, atkarībā no lokālo audu iedarbības. Cilvēka attīstības sākuma stadijās, kad pirmās šūnas specializējas, cilmes šūnas aug zema skābekļa vidē. Embrijam augot, cilmes šūnas specializējas un tām nepieciešams arvien vairāk un vairāk skābekļa. Jo specializētāka šūna, jo vairāk skābekļa nepieciešams. Piemēram, smadzenes ir visspecializētākais orgāns cilvēka ķermenī, kas izmanto 20 % no visa uzņemtā skābekļa, bet tās sastāda tikai 2% no ķermeņa masas. [http://www.stemcelltherapies.org/cordbloodresearch.htm,Copyright2004]

Nabas saites cilmes šūnu izmantošanas iespējas

Pirmā veiksmīgā nabas saites asins cilmes šūnu pārstādīšana tika veikta 1988.gadā Parīzē, Francijā. Pacientam, zēnam bija Frankoni sindroms(rets un nopietns anēmijas slimības veids)[ Satkiran S. Grewal et al. “Unrelated donor hematopoetic cell transplantation: marrow or umbilical cord blood?” BLOOD, 1 June 2003, Volume 101, Number 11, 4235 lpp]

Nabas saites asins cilmes šūnu transplanti tiek veiksmīgi izmantoti ārstniecībā (pārsvarā bērniem) ar apm.80 slimību diagnozēm, ietverot anēmiju, Guntera slimību, Huntera sindromu, Hurlera sindromu, akūto limfocītisko leikēmiju, Viskota-Aldrika sindromu, neiroblastomu, ne-Hodžkina limfomu, ar X hromosomu saistīto limfoproliferatīvo sindromu. Apmēram 2500 nabas saites asins cilmes šūnu transplantēšanas tikušas veiktas visā pasaulē. Apmēram 85-90% bija no donoriem, kas nav bijuši radinieki.

Dienvidkorejas zinātnieki 2004. gada novembrī paziņoja, ka tie ir veiksmīgi izmantojuši ārstēšanā multipotentas nabas saites asins cilmes šūnas, lai paralizētai sievietei atjaunotu staigāšanas spējas. Tas tika panākts izolējot cilmes šūnas no nabas saites asinīm un pēc tam injicējot tās bojātajās mugurkaula smadzenēs.

Nabas saites cilmes šūnu bankas

Savlaicīga “savu” cilmes šūnu paņemšana no nabas saites dzimšanas laikā un saglabāšana nodrošina labu alternatīvu iespēju nākotnē . Par to cik ilgi cilmes šūnas var tikt uzglabātas, dažādi avoti dod atšķirīgu informāciju, tomēr ir pierādīts, ka cilmes šūnas ir dzīvotspējīgas pēc 10-15 gadu atrašanās sasaldētā stāvoklī. Tas pamatojas uz to, ka ir ierobežoti dati par cilmes šūnu pārstādīšanu, vecāki par 15 gadiem. Ir iespējams, ka nav derīguma termiņa tām cilmes šūnām, kas glabājas sasaldētā stāvoklī. Vēl tagad tiek veikti pētījumi, lai noteiktu, cik ilgu laiku cilmes šūnas var tikt uzglabātas sasaldētas, saglabājot savas īpašības bez ievērojamiem bojājumiem.
Latvijā vienīgā firma, kas veic nabas saites asiņu savākšanu ir ACTIVISION LIFE SIA (adrese Braslas iela 27/1-36, Rīga)
Tā veic:
1)Asins paņemšanu uzreiz pēc dzemdībām
2)Cilmes šūnu atdalīšanu
3)Cilmes šūnu sasaldēšanu ilgstošai uzglabāšanai Lai piedalītos autologo cilmes šūnu programmā, topošajiem vecākiem jānoslēdz līgums ar šo banku ne vēlāk kā vienu mēnesi pirms dzemdībām. Tā kā šai firmai ir sadarbības līgumi ar daudzām slimnīcām, asiņu paņemšana no nabas saites iespējama visā Latvijas teritorijā. Cilmes šūnas pieder bērnam, bet līdz viņa pilngadībai ar tām rīkojas vecāki vai likumīgi iecelts aizbildnis.