Tratarea arsurilor cu ajutorul celulelor stem – noi speranțe pentru suferinzi

Milioane de pacienți din lumea întreagă caută anual tratament pentru arsuri în spitale, clinici, cabinete ale medicilor și policlinici. Arsurile sunt printre cele mai des întâlnite tipuri de răni care pot avea loc în siguranța propriei case. Mai ales atunci când vine vorba de copii!

Deși majoritatea arsurilor nu sunt grave și pacienții care suferă de ele își pot reveni complet de pe urma lor, există multiple grade de profunzime în care se manifestă leziunile la nivelul pielii. Arsurile mai serioase necesită îngrijiri medicale de urgență, pentru a preveni posibilele complicații și decesul pacientului. Medicina modernă are limite în ceea ce privește tratarea arsurilor, dar recent, mai multe studii arată că terapiile cu celule stem ar putea ajuta la vindecare.

Terapiile folosite în cazul arsurilor implică o serie de procese complexe aplicate pentru a asigura rezultate cât mai bune în ceea ce privește timpul de vindecare, dar și cicatricile care pot apărea în urma vindecării. Cercetătorii din domeniu sunt optimiști în ceea ce privește acțiunea terapiilor cu celule stem asupra factorilor menționați anterior.

Tipuri de arsuri
Abordări curente pentru tratamentul arsurilor
Implicațiile celulelor stem în vindecarea arsurilor
Avantajele celulelor stem în tratarea arsurilor
Primele studii
Arsuri chimice la nivel de cornee
Surse pentru celulele stem necesare în tratarea arsurilor
Metode de livrare
Concluzii

Tipuri de arsuri

Termenul de „arsură” se referă la o leziune de regulă tegumentară, care duce la distrugerea țesutului și moartea celulară și care este însoțită de senzația caracteristică. Arsurile pot apărea prin contact cu lichide fierbinți, substanțe chimice, curent electric, orice sursă de foc, inclusiv lumânări și brichete, dar și prin expunerea excesivă la soare. Indiferent de cât de variate pot fi cauzele, în domeniul medical, arsurile sunt împărțite în trei categorii, numerotate de la 1 la 3, arsura de gradul 1 fiind cea mai puțin severă, iar arsura de gradul 3 cea mai severă.

Arsurile de gradul I duc la distrugere minimă și afectează în general doar epidermul, stratul superficial al pielii, ducând la inflamație minoră locală, roșeață și puțină durere. Arsurile de gradul II au severitate mai crescută, iar distrugerea ajunge până la stratul profund al pielii, afectând și epidermul, și dermul. Iar arsurile de gradul III afectează toate straturile pielii, inclusiv anexele cutanate (glandele sebacee și firele de păr), dar și terminațiile nervoase din piele.

Abordări curente pentru tratamentul arsurilor

Dincolo de originea arsurii, de vârstă sau de gen, cele mai importante aspecte în tratamentul arsurilor sunt acoperirea rănii și vindecarea ulterioară – acestea duc la severitatea răspunsului sistemic sau local al corpului și implicit determină supraviețuirea sau nu a pacientului. În cazul rănilor care nu se vindecă, infecția și septicemia sunt factorii decisivi care pot duce la șanse crescute de mortalitate.

Standardul curent pentru îngrijirea rănilor este îndepărtarea țesutului afectat în cel mult 72 de ore de la rănire (debridare) – aceasta reduce inflamarea țesuturilor și reacțiile hipermetabolice și duce la scăderea stresului din organism. Provocarea principală pentru medici devine apoi cum să fie acoperite aceste răni. În prezent, mai multe materiale, inclusiv piele și materiale derivate din piele, sunt folosite pentru acoperirea rănilor deschise.

Medicii acționează pentru a preveni infecția, iau decizii chirurgicale, acoperă rănile permanent sau temporar. Grefele autologe de piele nu pot fi mereu o opțiune bună și depind de suprafața de piele care trebuie acoperită. Se mai folosesc temporar și grefe de la donatori, grefe porcine sau analogi ai pielii. Există și substitute de piele artificială, care pot fi foarte scumpe sau fragile sau greu de produs.

Implicațiile celulelor stem în vindecarea arsurilor

Tratamentele curente pentru arsuri, cu substitute ale pielii, nu sunt capabile să genereze o piele care să fie 100% funcțională, după o arsură gravă. Terapiile care constau în administrarea de factori de creștere precum VEGF (Factorul de creștere endotelial vascular), EGF (factorul de creștere epidermic) sau PDGF (Factor de creștere derivat din plachete) pot avea complicații grave precum edem, dezvoltarea de tumori sau cicatrici anormale. Dincolo de posibilele consecințe periculoase, complexitatea corpului uman de asemenea limitează utilizarea acestor factori de creștere. Ele duc la creșterea unor tipuri de țesuturi diferite.

Aici intervin celulele stem și potențialul lor versatil. Celulele stem pot secreta toți acești factor de creștere într-un mod susținut, ele pot răspunde în mod activ la stimulii locali din corp și pot influența micromediul rănii pentru a duce la vindecarea ei într-un fel mult mai apropiat de cum era înainte de arsură.

Folosirea celulelor stem are potențialul de a duce la vindecare accelerată, cicatrizare îmbunătățită, regenerare superioară a pielii și ale anexelor sale, îmbunătățirea răspunsului inflamator și reducerea infecțiilor.

Avantajele celulelor stem în tratarea arsurilor

Potrivit specialiștilor, comparat cu strategiile curente folosite și studiile clinice în desfășurare, terapiile cu celule stem sunt superioare în tratarea arsurilor. În urma studiilor cu celule stem, acestea pot modula vindecarea rănilor, pot reduce inflamația în moduri mai eficiente, pot îndepărta bacteriile mai bine decât terapiile curente. Celulele stem strecurate în rană se pot diferenția în toate tipurile de țesuturi necesare, de la țesut limfatic, la celule antigene.

În ceea ce privește regenerarea, celulele stem secretă cel puțin 30 de molecule bioactive care promovează vindecarea arsurilor, o eficiență terapeutică pe care celelalte tratamente nu o au. Această abilitate vine din faptul că majoritatea tratamentelor actuale, în absența celulelor stem, abordează o singură cale de acțiune – de exemplu, medicamentele care tratează infecțiile – în timp ce celulele stem crează un sistem de căi de acțiune care lucrează împreună și care se pot adapta la reacțiile organismului. Astfel, printre beneficii se numără vascularizarea rănii, reducerea activității microbilor și întărirea noilor vase de sânge care se formează în piele.

În același timp, celulele stem s-au dovedit a fi eficiente și în medicina de urgență, dar și în ceea ce privește cicatricile rezultate. Multe arsuri duc la cicatrici inestetice, îngroșate, care pot fi dureroase și cu o constantă senzație de mâncărime, sau, și mai rău, procesul de cicatrizare poate să limiteze funcționarea zonei afectate. Celulele stem ajută la reducerea cicatricilor, potrivit unui număr de studii.

Primele studii

2003 a fost primul an în care cercetătorii s-au aventurat în a verifica viabilitatea terapiilor cu celule stem în cazul arsurilor. Experimentele cu celule mezenchimale din măduva osoasă au fost desfășurate pe cobai de laborator și s-au dovedit promițătoare în ceea ce privește rata de vindecare a arsurilor. În același an, un alt studiu a găsit că transplantul sistemic de celule multipotente din dermă a dus la promovarea vindecării rănilor unor cobai iradiați.

În 2004 a avut loc primul transplant de celule stem mezenchimale la om – o pacientă care suferea de arsuri pe 30% din suprafața corpului. Aplicarea celulelor stem a dus la o vindecare mai rapidă a rănilor.

Arsuri chimice la nivel de cornee

Prima oară când cercetătorii au încercat să repare arsuri chimice la nivel de cornee a fost un studiu din 2000. Celule stem autologe au fost utilizate pentru a reconstrui suprafața oculară, iar suprafața corneană rezultată a dus la îmbunătățirea semnificativă a vederii pacienților. Alte experimente și studii au repetat rezultatele și la oameni (deopotrivă adulți și copii), dar și la subiecți din lumea animală.

În 2007 a fost publicat un studiu care a cercetat efectele terapeutice ale celulelor stem mezenchimale asupra corneelor cu arsuri chimice. Rezultatele raportate includeau reducerea inflamației și promovarea vascularizării din cornee.

Mai multe studii următoare au arătat că celulele stem din țesut adipos și cele din măduva osoasă au avut succes în vindecarea mai rapidă a epiteliului corneei.

Surse pentru celulele stem necesare în tratarea arsurilor

Depinzând de stadiul dezvoltării lor, celulele stem pot proveni fie din țesut embrionar, fie de la adulți și se pot diferenția într-o gamă largă de tipuri de celule. Când vine vorba de tratarea arsurilor, cercetătorii au descoperit că pot folosi șase surse: celule stem din folicul pilos, celule stem embrionare, celule stem din cordonul ombilical, celule stem derivate din măduva osoasă, celule stem din țesutul adipos și celule stem mezenchimale derivate chiar din arsuri.

Multe dintre aceste surse sunt accesibile, o sursă sigură și abundentă de celule stem și au mai multe efecte benefice pentru regenerarea pielii. Celulele derivate din țesutul adipos duc la modularea imunitară și reduc intensitatea cicatricilor. Celulele derivate din măduva osoasă cresc producția de colagen. Cele din cordonul ombilical reduc inflamația, modulează sistemul imunitar și creează mai multe tipuri de celule necesare vindecării. Celulele stem din foliculul pilos sunt capabile să genereze epidermă stratificată, foliculi piloși și keratinocite.

Metode de livrare

Până acum, cercetătorii au încercat mai multe metode de livrare a tratamentului cu celule stem. Cum funcționează? Celulele stem sunt recoltate din sursele descrise mai sus și apoi cultivate.

Celulele stem și diversele produse derivate din ele pot fi livrate în locul arsurii, fie ca injecție locală directă, livrate într-o matrice de sprijin precum fibrină sau o matrice-schelă. În această zonă a terapiilor cu celule stem mereu există îmbunătățiri și inovații astfel încât să fie stimulată mai eficient regenerarea țesuturilor.

Concluzii

Pe scurt, utilizarea terapiilor cu celule stem pentru arsuri și răni pare să fie foarte promițătoare. Multe dintre studii au fost efectuate pe animale, iar cercetarea pe subiecți umani se află încă în etapa de început. Rezultatele obținute până acum demonstrează că acest domeniu de studiu este unul dinamic și promițător pentru viitor.

Cercetătorii din acest domeniu sunt încrezători în legătură cu aplicațiile pentru celule stem în tratarea rănilor – datorită proprietăților celulelor stem de a ajuta la regenerare, dar și flexibilitatea de a crește în sute de tipuri de celule diferite.