Sprievodca transplantáciou kmeňových buniek

Transplantácia kmeňových buniek a bunková terapia (odvetvie regeneratívnej medicíny) rýchlo rozvíjajú vysoko účinné metódy liečby širokého spektra hematologických, imunologických, metabolických a malígnych stavov. Pri mnohých inak smrteľných stavoch je transplantácia krvotvorby potenciálnym liekom. Transplantácia krvotvorných kmeňových buniek je najrozvinutejšou formou bunkovej terapie a je základným kameňom v liečbe rozsiahlych hematologických malignít.

Táto príručka má byť lekárskym referenčným dokumentom, ktorý poskytuje všetky užitočné a potrebné informácie o transplantácii kmeňových buniek.

Obsah:

Prudký rozvoj výskumu kmeňových buniek sa urýchlil najmä objavom postupu kultivácie kmeňových buniek z ľudských embryí na konci roku 1998. Získanie kmeňových buniek z embryí prináša mnoho etických, morálnych a právnych problémov. Aj keď otázkou zostáva, či sa embryonálne kmeňové bunky dajú použiť na terapeutické účely, dospelé kmeňové bunky už preukázali svoju účinnosť, čo v štúdiách objavili v roku 1963 kanadskí vedci James Till, Ernest McCulloch a Lou Siminovitch. na morčiatkach.

Počnúc týmto experimentom sa konkretizovala definícia kmeňových buniek platná dodnes: kmeňové bunky majú v rôznych druhoch tkanív a buniek kvalitu neobmedzenej sebaobnovy aj diferenciáciu. V posledných rokoch boli kmeňové bunky identifikované aj v tkanivách - mozgu a pečeni. Hematopoetické kmeňové bunky sa nachádzajú hlavne v kostnej dreni. Celý život zabezpečujú trvalú obnovu krvi. Hematopoetické kmeňové bunky sa tiež zaoberajú zabezpečením intaktného imunitného systému, pretože tiež vedú k leukocytom, ktoré sú zodpovedné za antisepsu (boj proti choroboplodným zárodkom). Dospelé kmeňové bunky majú tiež schopnosť migrovať tam, kde sú potrebné - fenomén nazývaný „Homing“. Iba transplantácia krvotvorných kmeňových buniek umožnila radikálny boj proti určitým formám leukémie, takže tejto transplantácii vďačí za život nespočetné množstvo pacientov. V roku 2005 malo 3 600 pacientov úžitok z autológnej transplantácie krvotvorných kmeňových buniek, z čoho bolo približne 3 000 pacientov. 90% pacientov s leukémiou, lymfómom a mnohopočetným myelómom.

Po radikálnej liečbe nádorových buniek liečbou vysokými dávkami je absolútny nedostatok hematocytov (aplázia), ktoré po transplantácii kostnej drene trvajú cca. 3-4 týždne a môžu byť spojené s život ohrozujúcimi komplikáciami. Od polovice 80. rokov sa zistilo, že kmeňové bunky sa dajú získať nielen z kostnej drene, ale aj z cirkulujúcej krvi alebo dokonca z pupočníkovej krvi. Hematopoetické kmeňové bunky v cirkulujúcej krvi sa vyznačujú produkciou oveľa rýchlejšej obnovy hematopoetického systému ako v kostnej dreni. Život ohrozujúca „fáza aplázie“ sa mohla výrazne znížiť za 8 - 14 dní a výrazne sa znížila miera komplikácií spojených s transplantáciou. Preto sa dnes namiesto kostnej drene prenášajú krvotvorné kmeňové bunky získané z periférnej krvi.

Kostná dreň obsahuje veľké množstvo krvotvorných kmeňových buniek v rôznych štádiách vývoja. Ukázalo sa, že rastú nielen ako hematocyty, ale aj ako bunky iných typov tkanív: osteocyty a chondrocyty, vláknité bunky, myocyty, pečeňové bunky a nervové bunky. Dospelé kmeňové bunky sa môžu „naučiť“ úplne nové spôsoby diferenciácie a sú multilaterálne vo svojom vývojovom potenciáli.

Od identifikácie krvotvorných kmeňových buniek v roku 1963 sa transplantácia krvotvorných kmeňových buniek vyvinula z experimentálnej a nebezpečnej metódy k stabilnej a bezpečnejšej stratégii liečby. Tento pokrok sa dal dosiahnuť iba skutočnosťou, že v spoločnom boji proti rakovine mnoho pacientov súhlasilo s účasťou na transplantačných štúdiách, a to aj napriek mnohým život ohrozujúcim vedľajším účinkom.

1. Čo sú to kmeňové bunky?

Kmeňové bunky sa môžu deliť donekonečna a tak produkovať nové kmeňové bunky. Na druhej strane sa kmeňové bunky môžu špecializovať na jeden z viac ako 200 rôznych typov buniek v ľudskom tele a môžu mať za následok napríklad svalové bunky, bunky kože alebo nervové bunky. Ich funkcia nie je stanovená vopred, podliehajú vplyvu vlastných látok prenášajúcich telo, rastových faktorov a životného prostredia.

2. Rôzne typy kmeňových buniek

Kmeňové bunky možno rozdeliť podľa 2 kritérií: ich pôvodu - dospelých (zo zrelého organizmu) alebo embryonálnych (z embryí) a ich potenciálu pre vývoj alebo tvorbu (napr. Krvotvorných).

2.1. Embryonálne kmeňové bunky

Od oplodneného vajíčka cez veľké množstvo rozdelení a diferenciácií vedie k ľudskému telu. Prvé bunky v tomto procese majú veľmi vysoký potenciál formácie. Až do 8-bunkového štádia sú bunky oplodneného vajíčka veľmi účinné - môže z nich vyplynúť úplný organizmus.

Počas iných delení sa špecializácia buniek zvyšuje a znižuje ich kvalita, aby mohli ďalej rásť. Tieto bunky sa nazývajú pluripotentné. Tie už nemôžu viesť k nezávislému organizmu, ale stále sa môžu deliť na neurčito a špecializovať sa na asi 200 bunkových typov.

2.2 Kmeňové bunky dospelých

V zrelom ľudskom tele sú kmeňové bunky (orgánovo špecifické) asi v 20 tkanivách. Na jednej strane sa dajú obnoviť a na druhej strane nahrádzajú chybné alebo krátkodobé bunky. Patria k krvotvorným kmeňovým bunkám kostnej drene. Sú čiastočne pluripotentné, čo znamená, že môžu mať za následok rôzne typy hematocytov alebo sú unipotentné. V takom prípade sa z nich môže vyvinúť iba určitý typ hematocytov.

2.3. Kmeňové bunky z pupočníkovej krvi

Placenta a pupočníková krv obsahujú krvotvorné kmeňové bunky aj ďalšie kmeňové bunky. Tieto bunky tiež patria do skupiny dospelých, ale neúplne vyzretých kmeňových buniek, ktorých výhodou je, že stále môžu rásť.

3. Krvotvorba

3.1. Čo je to krv?

Krv sa skladá z plazmy a fixných zložiek: krvné doštičky, erytrocyty a leukocyty. Plnia množstvo dôležitých funkcií. Erytrocyty sú zodpovedné za prísun kyslíka do tkanív, leukocyty za ochranu pred infekciou a krvné doštičky za zrážanie krvi. Životnosť hematocytov je dosť krátka, pohybuje sa od niekoľkých hodín, ako je to v prípade neutrofilných granulocytov - podtriedy leukocytov - a až asi 120 dní erytrocytov. Preto je nevyhnutné, aby sa nové hematocyty tvorili kontinuálne v kostnej dreni, rádovo v miliardách, aby sa zachovali vyššie uvedené funkcie.

3.2. Ako chemoterapia ovplyvňuje krvotvorbu?

Rakovinové bunky sa nekontrolovateľne delia, čo vedie k rastu nádoru, čo vedie k život ohrozujúcim príznakom. Prípravky používané pri chemoterapii môžu poškodiť rakovinové bunky a zabrániť množeniu nových rakovinových buniek. Pôsobia najmä na tie bunky, ktoré sú v procese delenia, a zastavujú čiastočné delenie, ktoré im dalo aj názov cytostatiká. Pôsobia nielen na rakovinové bunky, ale aj na zdravé bunky, ktoré sa delia - napríklad bunky vlasových korienkov, bunky tráviacej sliznice a krvotvorné bunky v kostnej dreni. Chemoterapia zahŕňa aj typické vedľajšie účinky, ako sú: vypadávanie vlasov, zápal ústnej sliznice a zníženie hladiny hematocytov.

4. Všeobecné informácie o transplantácii kmeňových buniek

4.1. Čo sa myslí „transplantáciou kmeňových buniek“?

Pojem „transplantácia kmeňových buniek“ sa týka prenosu kmeňových buniek od darcu (prostredníctvom transfúzie) k príjemcovi. Transfúzia sa vykonáva po chemoterapii v kombinácii s rádioterapiou a má za cieľ obnoviť a nahradiť krvotvorbu. Ako už bolo opísané v časti 3.2, vysokodávková chemoterapia ovplyvňuje kostnú dreň, ktorá produkuje hematocyty. Pri prudkom poklese hladín hematocytov je oslabená imunitná ochrana, u pacientov s ťažkou anémiou a trombocytopéniou sa zvyšuje riziko krvácania.

4.2. Čie kmeňové bunky sa prenášajú v prípade alogénnej a autológnej transplantácie kmeňových buniek?

Ak pacient prijíma kmeňové bunky od príbuznej osoby alebo nie, prenos sa nazýva alogénny, čo znamená, že má „odlišný pôvod“. Pre úspešný výsledok, ako je to v prípade transplantácie orgánu, je nevyhnutné, aby zodpovedali príslušné vlastnosti darcovských a príjemcovských tkanív. V prípade nedostatočnej kompatibility považujú imunitné bunky darcu tkanivá príjemcu za cudzie a idú proti nim. Nastáva obranná reakcia, ktorá môže viesť k poškodeniu kože, slizníc a vnútorných orgánov.

Stupeň kompatibility medzi bratmi a sestrami je 25%. Ak v rodine pacienta nie sú žiadni kompatibilní darcovia, hľadá sa nepríbuzný darca. Pravdepodobnosť, že dvaja ľudia, ktorí nemajú krvné väzby, budú náhodne vybraní, budú kompatibilní, je extrémne nízka. Aj pri mnohých kompatibilných funkciách je pravdepodobnosť 1: 20 000. V prípade slabých funkcií je pravdepodobnosť kompatibility 1: niekoľko miliónov. Pravdepodobnosť, že nenájdete kompatibilného nepríbuzného darcu, je asi 60% po troch mesiacoch a asi 80% po 12 mesiacoch.

Ak príjemca/príjemca dostane svoje vlastné kmeňové bunky, potom sa transplantát nazýva autológny. V takom prípade nejde o nezlučiteľnosť. Bunky by sa mali odobrať pred vysokodávkovou chemoterapiou.

5. Chemoterapia s následnou autológnou transplantáciou kmeňových buniek

5.1. Čo sa myslí pod chemoterapiou s vysokými dávkami?

Vysokodávková chemoterapia s následnou autológnou transplantáciou kmeňových buniek je komplexný postup, ktorý môže trvať týždne až mesiace. Pojem „vysokodávková chemoterapia“ sa vzťahuje na dávku cytostatík, čo je dávka najmenej 3 až 10-násobok zvyčajnej dávky. Terapia je založená na pozorovaní, že cytostatiká pôsobia efektívnejšie, čím vyššia je aplikovaná dávka. Cieľom liečby vysokými dávkami je úplné zničenie rakovinových buniek. To isté sa nedá dosiahnuť pri pravidelnej chemoterapii. Zvyšuje tiež riziko vedľajších účinkov. Pretože cytostatiká pôsobia negatívne na bunky hematopoetického systému v kostnej dreni a bránia bunkovému deleniu, terapia vysokými dávkami môže mať život ohrozujúce následky vrátane autológnej transplantácie kmeňových buniek.

Vysoká dávka chemoterapie, po ktorej nasleduje autológna transplantácia kmeňových buniek, sa aplikuje na určité malígne lymfómy (Hodgkinove a agresívne non-Hodgkinove), mnohopočetný myelóm a niekedy aj na akútnu myeloidnú leukémiu.

5.2. Ako vykonať autológnu transplantáciu kmeňových buniek

5.2.1. Získavanie kmeňových buniek

Existujú dva zdroje na získanie kmeňových buniek: kostná dreň a periférna krv. Odber kmeňových buniek kostnej drene sa dnes už nepoužíva - spomína sa iba formálne: pacientovi sa z panvových kostí odoberie asi 1 liter krvi z kostnej drene. Pretože je operácia bolestivá, vykonáva sa v anestézii. Aby sa zabránilo strate krvi, pacient dostane svoje erytrocyty späť po oddelení kmeňových buniek transfúziou.

Dnes sa v prípade autológnej transplantácie kmeňových buniek získavajú kmeňové bunky prietokom periférnej krvi. Tam existujú vo veľmi malom počte. Pred získaním kmeňových buniek pacient podstúpi bežnú chemoterapiu. To vedie k skutočnosti, že vo fáze zotavenia, po ukončení liečby, sa v krvi objaví niekoľko kmeňových buniek. Podaním rastového faktora G-CSF sú kmeňové bunky ďalej stimulované k migrácii do periférnej krvi. Na „zber“ kmeňových buniek sa vykonáva takzvaná leukaferéza, respektíve separácia leukocytov. Pacienti sú napojení na zariadenie na leukaferézu, ktoré zhromažďuje krvné kmeňové bunky. Zvyšok hematocytov smeruje do krvi. Počas zberu sa môžu vyskytnúť vedľajšie účinky ako závraty, nevoľnosť, zimnica a necitlivosť v rukách a nohách.

Zásah trvá asi 2 - 3 hodiny. V závislosti na „zbere“ sa leukaferéza opakuje, kým sa nezíska dostatočný počet kmeňových buniek pre jedno alebo viac opakovaných podaní.

Získanie kmeňových buniek z periférnej krvi má veľa výhod: je to jednoduchšie a bez anestézie sa po transplantácii rýchlo obnoví krvotvorba, periférne bunky sa šíria rýchlejšie a doba ich dozrievania je v porovnaní s bunkami z kostnej drene dlhšia. skrátiť; aplázia chrbtice je podstatne skrátená, riziko infekcií a krvácaní klesá, a tým je doba hospitalizácie oveľa kratšia.

Po získaní kmeňových buniek sa uskutoční takzvané „očistenie“ (vyčistiť (lb. anglicky) = vyčistiť). Pretože pacient je v prípade autológnej transplantácie kmeňových buniek darcom aj príjemcom, je transplantácia, bohužiaľ, „znečistená“ nádorovými bunkami, ktoré prežili predchádzajúcu chemoterapiu (normálna dávka). Preto sa pomocou „očistenia“ uskutočnil pokus o odstránenie týchto nádorových buniek z transplantátu. Ale pretože úbytok buniek „čistením“ je vysoký a niekoľko štúdií uvádza výskyt vysokej miery infekcie u pacientov po transplantácii, dôležitosť „čistenia“ sa stále posudzuje.

5.2.2. vytvrdzovanie

Až do transplantácie sú bunky zmrazené a skladované v tekutom dusíku pri -196 ° C.

5.2.3. kondicionovanie

Na konci vysokej dávky chemoterapie (úpravy) by mali byť nádorové bunky úplne odstránené. V kombinácii s vysokodávkovou chemoterapiou sa tiež vykonáva čiastočné ožarovanie celého tela. Vedľajšie účinky vyplývajúce zo spôsobu pôsobenia cytostatík sú pozoruhodné. V oddiele 6 sú tieto, ako aj ich kontrolné opatrenia podrobnejšie vysvetlené. Pre maximálny úspech liečby vysokými dávkami je dôležité úplne liečiť vedľajšie účinky a pokúsiť sa im predchádzať.

5.2.4. transplantácia

Približne 24 hodín po kondicionovaní sa transfúzované rozmrazené bunky transplantujú a nezávisle migrujú do kostnej drene.

5.2.5. Fáza aplázie

Medzi transplantáciou kmeňových buniek a obnovením krvotvorby je pacient vystavený nebezpečnému nedostatku hematocytov (fáza aplázie). Nedostatok hematocytov možno čiastočne prekonať transfúziami. Počas tohto obdobia je pacient vystavený vysokému riziku infekcie. Musia sa prijať opatrenia na ochranu pred mikróbmi (sterilné prostredie, sterilné potraviny, odstránenie kontaminovaných osôb).

5.2.6. Regenerácia krvotvorby

8 až 14 dní po transplantácii kmeňových buniek začnú produkovať hematocyty. Po ďalších 10 až 14 dňoch je dostatok leukocytov na zabezpečenie ochrany pred infekciami. Ochranné opatrenia je možné obmedzovať, postupne a nakoniec prerušiť.

5.3. Trvanie liečby

Najbežnejšou otázkou pre pacientov je dĺžka liečby, pretože chcú vedieť, kedy sa uvažuje o ukončení liečby.

Odpoveď na túto otázku nie je veľmi jednoduchá, pretože dĺžka liečby sa môže líšiť v závislosti od typu ochorenia.

Fázy liečby sú:

konvenčné predbežné ošetrenie, cca. 3 - 6 mesiacov (čiastočne možné ambulantne);
zber kmeňových buniek: ambulantne alebo stacionárne cca. 2 - 3 týždne;
vysoká dávka chemoterapie a transplantácie: zvyčajne hospitalizovaná, cca. 3 - 4 týždne;
dlhodobé zotavenie: bezprostredne po autológnej transplantácii kmeňových buniek, v krátkych intervaloch (týždenná ambulantná kontrola), potom podľa zdravotného stavu v intervaloch 3 - 6 mesiacov.

5.4. Predpoveď

Poraďte sa so svojím lekárom o možnostiach vysokodávkovej chemoterapie, po ktorej bude nasledovať autológna transplantácia kmeňových buniek. V závislosti od chorobnej situácie môžu byť šance rôzne. Často existuje šanca, že po dlhom čase možno chorobu poraziť. Opýtajte sa na alternatívy liečby pre váš prípad s ich príslušnými výhodami a nevýhodami.

6. Vedľajšie účinky počas liečby

6.1. Nevoľnosť/zvracanie

Preventívne opatrenia spočívajú v kombinovanom ošetrení látok s účinkom proti nevoľnosti a zvracaniu. Najčastejšie je v prípade akútnej nevoľnosti predpísaný liek zo skupiny inhibítorov serotonínových receptorov. Účinok látky v tejto skupine sa môže zvýšiť ďalším podávaním kortizónu.

6.2. Zápal sliznice ústnej dutiny (stomatitída)

Zápal ústnej sliznice je jedným z najsilnejších vedľajších účinkov vysokodávkovej chemoterapie. Ak sa v dôsledku zápalu zníži „fungovanie bariér“ ústnej sliznice, môžu patogény ľahšie vstúpiť. To môže viesť k závažným infekciám až k sepse. Závažná orálna mukozitída môže evidentne predĺžiť hospitalizáciu. Pacienti so stomatitídou musia byť navyše kŕmení umelo a často dostávať analgetiká a antibiotiká.

Je dôležité sledovať nástup stomatitídy a jej liečbu. Najdôležitejšie a najefektívnejšie opatrenia spočívajú v ústnej hygiene a vo vyplachovacom účinku, pričom rozhodujúca je motivácia a spolupráca pacientov.

6.3. Strata vlasov

Tomuto vedľajšiemu účinku sa bohužiaľ nedá zabrániť. Takmer vo všetkých prípadoch vlasy dorastú, avšak niekoľko týždňov po liečbe.

6.4. Horúčka/infekcie

Každý pacient s neutropéniou (pokles počtu neutrofilov v periférnej krvi) by mal byť vyšetrený každý deň. Sleduje sa výskyt lézií na koži a slizniciach. Z dôvodu nebezpečenstva sepsy je potrebné v prípade horúčky nad 38,5 ° C (alebo dvakrát za 12 hodín, nad 38,0 ° C) čo najskôr po odbere krvných kultúr začať s antibiotickou liečbou. Tvorba neutrofilných granulárnych leukocytov je stimulovaná rastovým faktorom G-CSF. Je to biotechnologický produkt a môže sa podávať v prípade neutropénie. To môže stimulovať produkciu buniek a rýchlejšie prekonať fázu aplázie.

Hodnoty neutrofilných granulocytov pri neutropénii.

Neutropénia Ťažká neutropénia
Neutrofilné granulocyty