Η καρδιαγγειακή νόσος αποτελεί την συχνότερη αιτία θανάτου για τους άνδρες, όσο και για τις γυναίκες στις Η.Π.Α.  Περίπου ένα εκατομμύριο άνθρωποι πεθαίνουν, παρά την ιατρική παρέμβαση,  κάθε χρόνο από καρδιαγγειακή νόσο, με τη στεφανιαία νόσο να ευθύνεται για το 50 τοις εκατό  (1).  Αν και οι καρδιοπάθειες έχουν επίπτωση κυρίως στον γηραιότερο πληθυσμό, του οποίου οι καρδιακοί μύες, οι αρτηρίες και η καρδιακή λειτουργία  έχουν χειροτερέψει με την πάροδο του χρόνου, οι καρδιακές παθήσεις, επίσης, ‘χτυπούν’ και τους πολύ νεότερους. Σύμφωνα με τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) των ΗΠΑ, οι συγγενείς καρδιοπάθειες είναι υπεύθυνες για περισσότερους θανάτους κατά το πρώτο έτος της ζωής από οποιοδήποτε άλλο εκ γενετής πρόβλημα. (2)

Έως σήμερα, δεν υπάρχει αποδεδειγμένη θεραπεία για την επιδιόρθωση και ανάπλαση της καρδιάς μετά από οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου (καρδιακή προσβολή) ή συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια.  Επειδή τα καρδιακά κύτταρα έχουν περιορισμένη ικανότητα για ανάπλαση, οι ερευνητές διερευνούν πιθανές θεραπείες με τη χρήση βλαστικών κυττάρων από διάφορες πηγές, για την επισκευή ή την αντικατάσταση κατεστραμμένων ιστών, συμπεριλαμβανομένων των αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων, που αποτελούν την εσωτερική επένδυση των  νέων αιμοφόρων αγγείων, και των καρδιομυοκυττάρρων, δηλαδή των κυττάρων του καρδιακού μυός που συσπώνται για να αντλήσουν το αίμα από και προς την καρδιά. (3)

Τα βλαστικά κύτταρα που βρίσκονται στο ομφαλοπλακουντιακό αίμα ενός νεογέννητου είναι ένας τύπος βλαστοκυττάρων που δίνει μεγάλες ελπίδες για την επανόρθωση του καρδιαγγειακού συστήματος.  Τα βλαστικά κύτταρα από το αίμα του ομφάλιου λώρου φαίνεται να πλεονεκτούν σε σχέση με αυτά που βρίσκονται στο μυελό των οστών ή το περιφερικό αίμα, επειδή είναι ανοσοβιολογικά "νεότερα" και φαίνεται να είναι πιο ευέλικτα και πιο ευπροσάρμοστα. Επίσης, επιδεικνύουν ένα σημαντικό χαρακτηριστικό που έχουν τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα: είναι σε θέση να διαφοροποιηθούν σε όλα σχεδόν τα είδη κυττάρων του σώματος.  Ωστόσο, τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα: 1) διαφοροποιούνται σε άλλα είδη κυττάρων με έναν ασφαλή και ελεγχόμενο τρόπο, 2) χρησιμοποιούνται ήδη για περισσότερα από 20 χρόνια στην κλινική πρακτική για τη θεραπεία ανθρώπων και 3) δεν υπάρχει καμμία αντιπαράθεση σε ότι αφορά τη συλλογή τους (σε αντίθεση με τη συλλογή των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων)

Οι ερευνητές έχουν σημειώσει πολλές θετικές παρατηρήσεις σε προ-κλινικές μελέτες σε ζωϊκά μοντέλα.  Μέχρι στιγμής, σε τέτοιες μελέτες, τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος έδειξαν την ικανότητά τους να μεταναστεύουν επιλεκτικά στον τραυματισμένο καρδιακό ιστό, να βελτιώνουν τη λειτουργία και την αγγειακή ροή του αίματος στο σημείο της βλάβης, καθώς και τη συνολική βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας. (1)


Επιδιόρθωση των αιμοφόρων αγγείων και βελτίωση της κοιλιακής λειτουργίας

Η καρδιά απαιτεί μεγάλο όγκο ροής αίματος προκειμένου να φέρει θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο στον μυικό ιστό αφού έχει υποστεί βλάβη.  Οι έρευνες δείχνουν ότι τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος είναι σε θέση να δημιουργήσουν κύτταρα όπως αυτά του αγγειακού ενδοθηλίου, τα οποία πιστεύεται πως βοηθούν στην επισκευή του καρδιακού ιστού που έχει υποστεί βλάβη εξαιτίας εμφράγματος του μυοκαρδίου.  Αρκετές προ-κλινικές μελέτες σε αρουραίους στους οποίους προκλήθηκε έμφραγμα του μυοκαρδίου έχουν δείξει ότι τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος έχουν την ικανότητα να:

-- Μεταναστεύουν και να εμφυτεύονται στον κατεστραμμένο καρδιακό μυ (4,5)

-- Συμβάλλουν στη δημιουργία και ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων (4,6)

-- Βελτιώνουν την αναδιαμόρφωση της αριστερής κοιλίας, τη δομική της βλάβη και

   τη λειτουργία της (7)

-- Μειώνουν το μέγεθος του εμφράγματος (8)

Αυτές οι μελέτες σε ζώα μπορούν να θέσουν τα θεμέλια για μελλοντικές κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους, όπου θα δοκιμαστεί η θεραπεία ασθενών με καρδιακή βλάβη που οφείλεται σε έμφραγμα του μυοκαρδίου με τη χρήση βλαστοκυττάρων του ομφαλοπλακουντιακού αίματος.


Καρδιομυοκύτταρα και ομφαλοπλακουντιακό αίμα:  in vitro μελέτες δείχνουν προοπτικές

Η μόνιμη απώλεια καρδιομυοκυττάρων (κυττάρων του καρδιακού μυός) και ο σχηματισμός των τραυματικού ιστού (ουλής) μετά από καρδιακή προσβολή έχουν ως αποτέλεσμα την ανεπανόρθωτη βλάβη στην καρδιακή λειτουργία.  Το ανθρώπινο ομφαλοπλακουντιακό αίμα περιέχει διάφορους τύπους βλαστικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των αιμοποιητικών, των ενδοθηλιακών και των μεσεγχυματικών.  Αν και βρίσκονται ακόμη σε πρώιμα στάδια, τέσσερις in vitro μελέτες έχουν δείξει πως, υπό ορισμένες συνθήκες θεραπείας, τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος διαφοροποιήθηκαν σε κύτταρα που μοιάζουν με τα καρδιομυτοκύτταρα (9,10,11,12) και ήταν σε θέση να προκαλέσουν την αναγέννηση υγιών κυττάρων από τα κατεστραμμένα καρδιομυοκύτταρα (12).  Αυτό υποδηλώνει πως τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος έχουν μεγάλες δυνατότητες να διαφοροποιηθούν σε καρδιομυοκύτταρα και να βοηθήσουν την αναγέννηση των καρδιομυοκυττάρων που χάθηκαν λόγω της καρδιακής βλάβης.


Ομφαλοπλακουντιακό αίμα και συγγενείς καρδιοπάθειες

Αν και θα πρέπει να γίνει περισσότερη έρευνα, οι επιστήμονες πιστεύουν πως τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος μπορούν να έχουν το πιο άμεσο όφελος για τα παιδιά που γεννήθηκαν με συγγενή καρδιοπάθεια - ή με εκ γενετής προβλήματα με την καρδιακή δομή.

Σύμφωνα με μια μελέτη in vitro, ενδοθηλιακά βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουτνιακού αίματος επέδειξαν εξαιρετική δυνατότητα ανάπτυξης σε μηχανικώς κατασκευασμένα αγγειακά μοσχεύματα που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν ανθρώπινες καρδιακές βλάβες. Οι διαπιστώσεις αυτές προσφέρουν σε γονείς που περιμένουν ένα παιδί που έχει διαγνωστεί κατά την κύηση πως πάσχει από κάποια συγγενή ανωμαλία έναν πολύ σημαντικό λόγο για να σκεφτούν τη φύλαξη των βλαστοκυττάρων του ομφαλοπλακουντιακού αίματος του παιδιού τους, δεδομένου πως μπορούν να προσφέρουν μία εναλλακτική θεραπευτική λύση για το μέλλον. (13)


Πρόοδος σε ό,τι αφορά την περιφερική αγγειακή νόσο

Η ικανότητα των βλαστοκυττάρων του ομφαλοπλακουντιακού αίματος να μετατρέπονται σε κύτταρα του ενδοθηλίου των αγγείων και, συνεπώς, να φτιάχνουν αιμοφόρα αγγεία, δείχνει πως, κατά πάσα πιθανότητα, θα έχουν μελλοντικές εφαρμογές και εκτός της καρδιάς.

Η περιφερική αγγειακή νόσος είναι ο περιορισμός της ροής του αίματος έξω από την καρδιά και συνήθως συμβαίνει στα πόδια και στα χέρια.  Ο περιορισμός της ροής του αίματος προκαλείται από τη στένωση των αιμοφόρων αγγείων εξαιτίας του σχηματισμού αθηρωματικών πλακών στα τοιχώματα των αγγείων (αθηροσκλήρωση) ή έμφραξης (βούλωμα) λόγω θρόμβων στο αίμα.  Αν η θρόμβωση είναι αρκετά σοβαρή, μπορεί να προκύψει νέκρωση ιστών.  Εάν η κατάσταση αυτή δεν αντιμετωπιστεί θεραπευτικά, το άκρο μπορεί να χρειαστεί να ακρωτηριαστεί. (14)

Σε ζωικά μοντέλα, τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος μπόρεσαν να αντιστρέψουν σε σημαντικό βαθμό τις συνέπειες της ισχαιμίας ή την απώλεια της ροής του αίματος προς τα αιμοφόρα αγγεία.  Σε μοντέλα ισχαιμίας των οπίσθιων άκρων, η μεταμόσχευση βλαστικών κυττώρων ομφαλοπλακουντιακού αίματος φάνηκε να αντιστρέφει την χειρουργικώς πορκληθείσα ισχαιμία, με αποτέλεσμα τα άκρα να σωθούν. (15-16)  Αυτές οι παρατηρήσεις μπορούν να οδηγήσουν σε μελλοντικές κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους με τη χρήση ανθρώπινων βλαστικών κυττάρων ομφαλοπλακουντιακού αίματος για τη θεραπεία ασθενών με περιφερική αγγειακή νόσο.


Το μέλλον της θεραπείας με τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος

Όσο προοδεύει η επιστήμη, τόσο αυξάνεται ο αριθμός των αποθηκευμένων μονάδων ομφαλοπλακουντιακού αίματος που χρησιμοποιούνται για εφαρμογες της αναγεννητικής ιατρικής.  Αν οι μέλλοντες γονείς αποθηκεύσουν τα βλαστοκύτταρα του ομφαλοπλακουντιακού αίματος του μωρού τους σε μια οικογενειακή τράπεζα φύλαξης, τα βλαστοκύτταρα αυτά είναι άμεσα διαθέσιμα για χρήση σε ιατρικές θεραπείες, συμπεριλαμβανομένων των μελλοντικών θεραπειών για την επιδιόρθωση ή την αντικατάσταση κατεστραμμένων καρδιακών ιστών.  Ως αποτέλεσμα, το ομφαλοπλακουντιακό αίμα ενός νεογνού θα μπορούσε να αποδειχθεί μία σωτήρια θεραπευτική επιλογή εάν αυτό το νεογνό γεννηθεί με κάποια συγγενή καρδιοπάθεια ή για αργότερα στη ζωή του, μετά από μία αιφνίδια και σοβαρή καρδιακή προσβολή.

Στην αναγεννητική ιατρική, τα τελευταία επιστημονικά στοιχεία δείχνουν πως η χρήση αυτόλογων βλαστοκυττάρων (δηλαδή προερχόμενα από τον ίδιο τον άνθρωπο ) πιθανώς να εξασφαλίζει πιο ευνοϊκά αποτελέσματα.

Μετάφραση άρθρου από : MEDICAL NEWS TODAY (www.medicalnewstoday.com)



Βιβλιογραφία
1. Harris DT, Badowski M, Ahmad N, Gaballa MA. The potential of cord blood stem cells for use in regenerative medicine. Expert Opinion on Biological Therapy. 2007;7(9):1311-1322.
2. U.S. National Library of Medicine and National Institutes of Health. Medline Plus. Congenital Heart Disease page. Accessed January 2008.
3. National Institutes of Health. Stem Cell Information Page. Accessed January 2008.
4. Ma N, Stamm C, Kaminski A, Li W, et al. Human cord blood cells induce angiogenesis following myocardial infarction in NOD/scid-mice.Cardiovascular Research. 2005;66(1):45-54.
5. Hu CH, Wu GF, Wang XO et al. Transplanted human umbilical cord blood mononuclear cells improve left ventricular function through angiogenesis in myocardial infarction. Chin Med J (Engl). 2006;119(18):1499-506.
6. Ma N. Ladilov Y, Kaminski A, Piechaczek C. Stamm C. Umbilical cord blood cell transplantation for myocardial regeneration. Transplant proc. 2005;38(3):771-3.
7. Leor J, Guetta E, Feinberg MS et al. Human umbilical cord blood-derived CD133+ cells enhance function and repair of the infarcted myocardium. Stem Cells. 2006;24(3):772-80.
8. Henning RJ, Abu-Ali H, Balis JU, Morgan MB, Willing AE, Sanberg PR. Human umbilical cord blood mononuclear cells for the treatment of acute myocardial infarction. Cell Transplant. 2004;13(7-8):729-39.
9. Cheng F, Zou P, Handong Y. Induced differentiation of human cord blood mesenchymal stem/progenitor cells into cardiomyocyte-like cells in vitro. J Huazong Univ Sci and Tech. 2003;23(2):154-157.
10. Nishiyama N, Miyoshi S, Hida N, et al. The significant cardiomyogenic potential of human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells in vitro. Stem Cells. 2007;25(8):2017-24.
11. Bonanno G, Mariotti A, Procoli A, et al. Human cord blood CD133+ cells immunoselected by a clinical-grade apparatus differentiate in vitro into endothelial- and cardiomyocyte-like cells. Transfusion. 2007;47(2):280-9.
12. Yamada Y, Yokoyama S, Fukuda N, et al. A novel approach for myocardial regeneration with educated cord blood cells cocultured with cells from brown adipose tissue. Biochem Biophys Res Commun. 2007;353(1):182-8.
13. Schmidt D, Breymann C, Weber A, Guenter CI, Neuenschwander S, Zund G, Turina M, Hoerstrup SP. Umbilical cord blood derived endothelial progenitor cells for tissue engineering of vascular grafts. Ann Thorac Surg. 2004 Dec;78(6):2094-8.
14. U.S. National Library of Medicine and National Institutes of Health. Medline Plus. Peripheral Vascular Disease page. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/peripheralvasculardiseases.html. Accessed January 2008.
15. Ikeda Y, Noboru F, Wada M, Matsumoto T, Satomi A, Yokoyama SI, Saito S, Masumoto K, Katsuo K, Mugishima H. Development of angiogenic cell and gene therapy by transplantation of umbilical cord blood with vascular endothelial growth factor gene. Hypertens Res. 2004;27(2):119-128.
16 Cho S-W, Gwak S-J, Kang S-W, et al. Enhancement of angiogenic efficacy of human cord blood cell transplantation. Tissue Eng. 2006;12(6):1651-1661.