תאי גזע המטופויאטיים מדם חבל הטבור

דם טבורי הוא מקור טוב לתאי גזע המטופויאטיים מבחינת פוטנציאל התרבות ויכולות אכלוס מחדש של תאים המטופויאטיים. הוכח שוב ושוב שעד הלידה, דם טבורי מכיל מספר גדול מספיק של תאי גזע המטופויאטיים חלשים. חלק מהמחברים סבורים כי היתרון של השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי הוא חוסר הצורך לחפש תורם התואם לאנטיגני HLA. לדעתם, חוסר הבשלות של מערכת החיסון של הילוד גורם לפעילות תפקודית מופחתת של תאים בעלי מערכת חיסון תקינה, ובהתאם, לשכיחות נמוכה יותר של מחלת שתל נגד מארח חמורה בהשוואה להשתלת מח עצם. יחד עם זאת, שיעור ההישרדות של השתלת תאי דם טבורי אינו נמוך מזה של תאי מח עצם, גם במקרה של שימוש במספר קטן יותר של HSCs הניתנים לכל 1 ק"ג ממשקל הגוף של המטופל. עם זאת, לדעתנו, סוגיות המספר האופטימלי של תאי דם טבורי מושתלים הנדרש להשתלה יעילה בגוף המקבל, תאימותם החיסונית, ומספר היבטים נוספים של בעיית השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי דורשות ניתוח רציני יותר.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

השגת תאי גזע המטופויאטיים מדם חבל הטבור

ההליך להשגת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי דורש איסוף שלהם מיד לאחר לידת הילד והפרדתם מהשליה כאשר השליה ברחם או מחוץ לרחם, כמו גם במהלך ניתוח קיסרי, אך גם מחוץ לרחם. הוכח שאם הזמן מרגע הלידה ועד להפרדת הילוד מהשליה מצטמצם ל-30 שניות, נפח דם טבורי המתקבל גדל בממוצע של 25-40 מ"ל. אם הליך זה מבוצע מאוחר יותר, אותה כמות דם אובדת. נקבע כי הפרדה מוקדמת של הילד מהשליה אינה כרוכה בתוצאות שליליות עבור הילוד.

מכון המחקר הרוסי להמטולוגיה וטרנספוזיולוגיה פיתח טכנולוגיות יעילות ובעלות נמוכה להשגת דם טבורי הן במהלך לידה רגילה ((70.2+25.8) מ"ל) והן בניתוח קיסרי ((73.4+25.1) מ"ל). הוצעה שיטה להפרדת דם טבורי עם תפוקה גבוהה מספיק של תאים גרעיניים ותאים חד-גרעיניים - (83.1+9.6) ו-(83.4+14.1)%, בהתאמה. שופרה שיטה לשימור דם טבורי בהקפאה, המבטיחה שימור גבוה של תאים חד-גרעיניים ו-CFU-GM - (96.8+5.7) ו-(89.6+22.6)%, בהתאמה. נקבעה יעילות שיטת הניקוז לאיסוף דם טבורי באמצעות מיכל Kompoplast-300 (רוסיה). המחברים אספו דם טבורי מיד לאחר לידת הילד והפרדתו מהשליה, בתנאים של הנחת השליה ברחם או מחוץ לרחם. לפני ניקור וריד הטבור, חבל הטבור טופל פעם אחת בתמיסת יוד 5%, ולאחר מכן פעמיים באלכוהול אתילי 70%. הדם זרם באופן ספונטני דרך הצינורות המחברים לתוך המיכל. הליך האיסוף ארך לא יותר מ-10 דקות. הנפח הממוצע של 66 דגימות דם טבורי שנאספו באמצעות ניקוז היה (72+28) מ"ל, ומספר הלויקוציטים בנפח הדגימה הכולל הממוצע היה (1.1+0.6) x 107. בעת ניתוח דם טבורי לסטריליות (זיהום חיידקי, HIV-1, נגיפי הפטיטיס B ו-C, עגבת וזיהום ציטומגלווירוס), זוהו נוגדנים מסוג IgG לנגיף הפטיטיס C בדגימה אחת בלבד. במחקר אחר, השליה הונחה על מסגרת מיוחדת מיד לאחר הלידה, חבל הטבור טופל בתמיסת יוד 5% ואלכוהול אתילי 75%. וריד הטבור נוקז באמצעות מחט ממערכת עירוי (G16). הדם זרם לתוך המיכל באופן ספונטני. נפח הדם הממוצע שנאסף בדרך זו היה (55+25) מ"ל. בעבודתם של ג'. קוגלר ואחרים (1996), נאסף דם טבורי בשיטה סגורה והתקבלו כמויות גדולות של דם - בממוצע (79+26) מ"ל. המחברים מציינים כי מבין 574 דגימות דם טבורי, כ-7% הכילו פחות מ-40 מ"ל של דם, דבר שאינו מאפשר שימוש בהן להשתלה. ק'. איזואמה ואחרים (1996), שאספו דם טבורי באמצעות דילול אקטיבי באמצעות מזרקים, השיגו בממוצע 69.1 מ"ל של דם (נפח דם טבורי נע בין 15 ל-135 מ"ל). לבסוף, א'. עבדל-מגד פי"ל ואחרים (1997) הצליחו להשיג בממוצע 94 מ"ל של דם טבורי (בין 56 ל-143 מ"ל) באמצעות צנתור של וריד הטבור.

כדי להפחית את הסיכון לזיהום יאטרוגני וזיהום עם הפרשות אימהיות, פותחה מערכת איסוף דם סגורה המבוססת על מערכת עירוי הדם הנפוצה של Baxter Healthcare Corp., דירפילד, אילינוי (ארה"ב), המכילה 62.5 מ"ל של CPDA (ציטרט-פוספט-דקסטרוז עם אדנין) כנוגד קרישה. הטכנולוגיה להשגת החומר היא בעלת חשיבות עליונה להכנת דגימה באיכות גבוהה מבחינת נפח, תכולה וטוהר תרחיף התאים. מבין השיטות הקיימות לאיסוף דם טבורי, המסווגות בדרך כלל למערכות סגורות, פתוחות למחצה ופתוחות, יש לתת עדיפות לראשונה, מכיוון שהמערכת הסגורה מפחיתה משמעותית את הסיכון לזיהום מיקרוביאלי של החומר, כמו גם זיהום תרחיף התאים בתאי האם.

א. נגלר ואחרים (1998) ערכו ניתוח השוואתי של יעילותן של שלוש המערכות לאיסוף דם טבורי. בגרסה הראשונה, ההליך בוצע במערכת סגורה על ידי קילוף דם ישירות לתוך מיכל. בגרסה השנייה, דם טבורי נאסף על ידי חילוץ אקטיבי של דם באמצעות מזרק MP1 ולאחר מכן שטיפה של ורידי השליה וניקוז בו זמנית של דם לתוך מיכל (שיטה פתוחה). בגרסה השלישית, דם נאסף במערכת פתוחה למחצה על ידי שאיבתו אקטיבית באמצעות מזרקים ושטיפה שלו דרך עורק הטבור עם חילוץ בו זמנית לתוך מיכל. בגרסה הראשונה, המחברים השיגו דם טבורי בנפח של (76.4+32.1) מ"ל עם תכולת לויקוציטים של (10.5+3.6) x 106 ^ב -1 מ"ל של דם. בגרסה השנייה, האינדיקטורים המתאימים היו (174.4+42.8) מ"ל ו-(8.8+3.4) x 106 ^/ מ"ל; בשלישי - (173.7+41.3) מ"ל ו-(9.3+3.8) x 10 ⁶ /מ"ל. הזיהום השכיח ביותר בדגימות דם חבל הטבור נצפה בעת שימוש במערכת פתוחה. נקבע קשר ישיר בין מסת השליה לנפח הדם שנאסף - עם עלייה במסת השליה, כמות הדם שנאספה עולה.

לאחר איסוף דם טבורי, מגיע שלב ההפרדה - בידוד תאים חד-גרעיניים וטיהור תרחיף התאים מאריות טבוריות. בתנאי ניסוי, תאים בעלי גרעין מבודדים על ידי שקיעת מתילצלולוז במהלך ליזיס של אריתרוציטים עם אמוניום כלורי. עם זאת, אין להשתמש במתילצלולוז למטרות קליניות, מכיוון שאובדן תאי גזע המטופויאטיים עליו מגיע ל-50-90%. ליזיס של אריתרוציטים כמעט ולא מבוצעת במרפאה עקב הכמויות הגדולות של תמיסת העבודה, אם כי אחוז הבידוד של תאים בעלי גרעין עם פנוטיפ CD34+, כמו גם תאי אב עם תפקודי CFU-GM ו-CFU-GEMM בדרך זו גבוה משמעותית. דווח על הופעתה של דרך חדשה לבידוד תאים חד-גרעיניים בצפיפות מדרגית, תמיסת צפיפות buyant (BDS72). לחומר זה יש את הפרמטרים הפיזיולוגיים הבאים: pH - 7.4, אוסמולליות - 280 mOsm/kg, צפיפות - 1.0720 g/ml. לדברי המחברים, ניתן להשתמש בו כדי לבודד עד 100% מהתאים החיוביים ל-CD34 ולהסיר 98% מהאדיתרוציטים. עם זאת, BDS72 עדיין לא נמצא בשימוש קליני.

בשיטות המאושרות לבידוד תאים גרעיניים מדם טבורי, משתמשים בדרך כלל בתמיסת עמילן הידרוקסי-אתיל 10% או בתמיסת ג'לטין 3%. יעילות שקיעת תאי הדם האדומות ובידוד התאים הגרעיניים בשני המקרים שווה בקירוב. עם זאת, כאשר משתמשים בג'לטין כחומר שיקוע, ניתן להשיג כמות גדולה מעט יותר של CFU-GM מאשר בעת שימוש בעמילן הידרוקסי-אתיל. ההנחה היא שההבדלים ביעילות בידוד CFU-GM נובעים מקצבי שיקוע שונים של מקטעים בודדים של תאים גרעיניים או מיכולתם של מולקולות עמילן הידרוקסי-אתיל להיספג על פני השטח של קולטני תאים המטופויאטיים ובכך לחסום את רגישותן לגורמים מגרים מושבות המשמשים בגידול CFU-GM במבחנה. אף על פי כן, שני המשקעים עשויים להתאים לבידוד תאים גרעיניים בעת יצירת בנקי דם טבורי בקנה מידה גדול.

שיטות הפרדת דם טבורי ושימור קריוגני אינן שונות באופן מהותי מאלה המשמשות בעבודה עם תאי גזע המטופויאטיים מדם פריפרי ומח עצם של תורמים בוגרים. אך כאשר מכינים מספר גדול של דגימות דם טבורי עבור הבנקים שלו, שיטות ההפרדה חייבות, קודם כל, להיות זולות. לכן, למרבה הצער, כיום, לצרכים קליניים, נעשה שימוש בשיטות שגרתיות שכבר נבדקו לבידוד ושימור קריוגני של תאי דם טבורי, ושיטות יעילות יותר אך יקרות נותרות מנת חלקם של הניסויים.

באופן כללי, אושרו קריטריונים להערכת מספר התאים ההמטופויאטיים ודרישות לבדיקת דגימות דם טבורי לזיהוי גורמים זיהומיים. על מנת להבטיח את בטיחות השתלת תאים המטופויאטיים מדם טבורי, יש לבדוק את כל דגימות הדם בעיקר לאיתור זיהומים המועברים בהמטוגנות ומחלות גנטיות. מספר מחברים ממליצים על שיטות מיוחדות נוספות לבדיקת דם טבורי לאבחון מחלות גנטיות כגון אלפא-תלסמיה, אנמיה חרמשית, חוסר באדנוזין דאמינאז, אגמגלובולינמיה על שם ברוטון, מחלות הורלר ופונטר.

על פי המלצותיהם של ל. טיצ'לי ושותפיו (1998), יש לבדוק כל דגימת דם טבורי לתאים בעלי גרעין, תאים חיוביים ל-CD34 ו-CFU-GM, יש לבצע טיפוס HLA ולקבוע את סוג הדם לפי ABO וגורם ה-Rh שלו. בנוסף, יש לבצע תרבית בקטריולוגית, בדיקות סרולוגיות לזיהום HIV וציטומגלווירוס, HBsAg, הפטיטיס C נגיפית, HTLY-I ו-HTLV-II (לוקמיה של תאי T אנושיים), עגבת וטוקסופלזמוזיס. תגובת שרשרת פולימראזית (PCR) לציטומגלווירוס וזיהום HIV היא חובה.

הליך קבלת דם טבורי חייב להתבצע בהתאם קפדנית לעקרונות הביו-אתיקה הרפואית. לפני איסוף הדם, יש צורך לקבל את הסכמת האישה ההרה לביצועו. שיחה מקדימה עם האישה ההרה לקבלת הסכמה מדעת לכל המניפולציות, החל מחילוף דם ועד מילוי המסמכים, מבוצעת רק על ידי עובדים רפואיים. בשום מקרה אין לבצע אף אחד מההליכים הללו על ידי אנשי מקצוע בעלי השכלה ביולוגית, כימית, פרמצבטית או אחרת שאינה רפואית, עקב הפרת נורמות מבוססות של ביו-אתיקה וזכויות אדם. במקרה של בדיקות חיוביות לנשיאת HBsAg, נוכחות נוגדנים לגורמי מחלה של הפטיטיס C, זיהום HIV ועגבת, דם טבורי אינו נאסף, ודגימות של דם שנאסף כבר נדחות ומושמדות. יש לציין כי נשיאת זיהומים סמויים בילודים היא הרבה פחות שכיחה מאשר במבוגרים, לכן, ההסתברות להעברה המטוגנית והתפתחות סיבוכים זיהומיים במהלך עירויי תאי דם טבורי נמוכה משמעותית מאשר במקרה של שימוש במח עצם מתורם בוגר להשתלה.

היבט חשוב של שימוש קליני בדם טבורי הוא הערכת השתלות, המבוססת על קביעת כמות תאי הגזע ההמטופויאטיים בדגימת דם טבורי ומינוני התאים הנדרשים להשתלה. נכון לעכשיו, טרם פותחו סטנדרטים לכמות האופטימלית של תאי דם טבורי הנדרשים להשתלה. אין נקודת מבט מקובלת אפילו על פרמטרים שגרתיים כמו מספר התאים החיוביים ל-CD34 ו-CFU-GM. מחברים מסוימים מעריכים את הפוטנציאל של תאים המטופויאטיים על ידי ניתוח תרביות ארוכות טווח עם קביעת תכולת היחידות היוצרות מושבות המשותפות לגרנולוציטים, אריתרוציטים, מונוציטים ומגה-קריוציטים - CFU-GEMM.

עם זאת, במסגרת קלינית, הערכה סטנדרטית של השתלת דם טבורי כוללת בדרך כלל רק קביעת מספר התאים הגרעיניים או המונוגרעיניים.

אחסון תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי

ישנן גם כמה בעיות בטכנולוגיית אחסון תאים המטופויאטיים מדם טבורי. בעת שימור קריוגני של תאי גזע המטופויאטיים, על מנת להשיג את מצב ההקפאה האופטימלי, יש צורך להפחית את נפח דם טבורי ככל האפשר, וגם להסיר אריתרוציטים מראש כדי למנוע המוליזה והסיכון לפתח תגובת אי-תאימות לאנטיגנים של אריתרוציטים (ABO, Rh). שיטות שונות לבידוד תאים גרעיניים מתאימות למטרות אלה. בתחילת שנות ה-90 של המאה הקודמת, השיטה הנפוצה ביותר הייתה בידוד תאים גרעיניים בגרדיאנט צפיפות המבוסס על Ficoll עם צפיפות של 1.077 גרם/מ"ל או Percoll עם צפיפות של 1.080 גרם/מ"ל. הפרדת דם טבורי בגרדיאנט צפיפות מאפשרת בידוד של תאים חד-גרעיניים בעיקר, אך מובילה לאובדן משמעותי של תאי אב המטופויאטיים - עד 30-50%.

יעילות השיקוע של עמילן הידרוקסי-אתיל בתהליך בידוד תאי דם טבורי מוערכת בצורה שונה. חלק מהמחברים מצביעים על איכות ההפרדה הנמוכה בשיטה זו, בעוד שחוקרים אחרים, לעומת זאת, מבין כל השיטות האפשריות, נותנים עדיפות לבידוד תאי דם טבורי באמצעות תמיסת עמילן הידרוקסי-אתיל 6%. יחד עם זאת, מודגשת היעילות הגבוהה של שיקוע תאי דם, אשר, על פי נתונים מסוימים, מגיעה בין 84% ל-90%.

תומכי נקודת מבט שונה מאמינים שכמעט כל שיטות החלוקה קשורות לאובדן גדול של תאים בעלי גרעין ומציעים לבצע הפרדה באמצעות צנטריפוגה, תוך חלוקת דם טבורי לשלושה מקטעים: אריתרוציטים, טבעת לויקוציטים ופלזמה. על ידי בידוד תאים בדרך זו, מצאו המחברים שתכולת התאים המונונוקלאריים, תאי אב המטופויאטיים מוקדמים ותאים בעלי אימונופנוטיפ CD34+ הסתכמה בסופו של דבר ב-90, 88 ו-100% מהרמה ההתחלתית, בהתאמה. ערכים דומים לעלייה בתאי דם טבורי שטוהרו בשיטה זו התקבלו גם על ידי חוקרים אחרים: לאחר שקיעת דם, בודדו 92% מהתאים בעלי הגרעין, 98% מהתאים המונונוקלאריים, 96% מהתאים החיוביים ל-CD34 ו-106% מהיחידות היוצרות מושבות.

בסוף שנות ה-90, ג'לטין היה בשימוש נרחב כחומר שיקוע. בפועל הקליני, ג'לטין משמש לבידוד תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי מאז 1994. בעת שימוש בתמיסת ג'לטין 3%, יעילות בידוד תאים גרעיניים מגיעה ל-88-94%. השימוש בקנה מידה גדול בג'לטין ביצירת בנק דם טבורי אישר את יתרונותיו על פני חומרי שיקוע אחרים. ניתוח השוואתי של יעילות כל השיטות הנ"ל לבידוד תאים גרעיניים בתנאי שימוש רציף בכל אחת מדגימות דם טבורי שנבדקו הוכיח שתמיסת ג'לטין 3% היא חומר השיקוע האופטימלי מבחינת תפוקת תאים חד-גרעיניים עם פנוטיפ CD34+/CD45+, כמו גם מבחינת מספר CFU-GM ו-CFU-GEMM. שיטות המשתמשות בגרדיאנט צפיפות Ficoll, כמו גם שימוש בעמילן הידרוקסיאתיל ומתילצלולוז, היו פחות יעילות באופן משמעותי, עם אובדן של תאים המטופויאטיים שהגיע ל-60%.

הרחבת נפחי השתלות תאי גזע מדם טבורי קשורה לא רק לפיתוח שיטות לרכישתם, אלא גם לאחסונם. ישנן בעיות רבות הקשורות ישירות להכנת דם טבורי לאחסון לטווח ארוך ולבחירת הטכנולוגיה האופטימלית לשימור קריוגני של דגימותיו. ביניהן סוגיות של היתכנות ביצוע הליכי הפרדה, שימוש במדיות שימור קריוגני שונות ויישום שיטות להכנת תאים מופשרים להשתלה. הובלת דגימות דם טבורי מקומיות מתבצעת לעתים קרובות מאזורים מרוחקים ממרכזים המטולוגיים. בהקשר זה, עולה בעיית תקופות האחסון המקובלות לדם טבורי מרגע רכישתו ועד תחילת השימור הקריוגני, דבר בעל חשיבות מיוחדת בעת יצירת בנקי דם טבורי.

מחקר על הפעילות התפקודית של תאים המטופויאטיים בדם טבורי לאחר אחסון ארוך טווח (עד 12 שנים) בחנקן נוזלי הראה שכ-95% מהתאים ההמטופויאטיים אינם מאבדים את יכולת ההתרבות הגבוהה שלהם במהלך תקופה זו. בעבודתם של ש. יורסוב ושותפיו למאמר (1997) הוכח כי אחסון דם טבורי בטמפרטורת החדר (22°C) או ב-4°C למשך 24 ו-48 שעות אינו מפחית באופן משמעותי את הכדאיות של תאי ההמטופויאטיים, שהיא 92% ו-88% מהרמה ההתחלתית, בהתאמה. עם זאת, אם תקופת האחסון מוארכת לשלושה ימים, מספר התאים הגרעיניים החיים בדם טבורי פוחת משמעותית. יחד עם זאת, מחקרים אחרים הראו כי כאשר מאוחסנים במשך 2-3 ימים ב-22 או 4°C, הכדאיות של גרנולוציטים בוגרים, ולא תאים המטופויאטיים, סובלת בראש ובראשונה.

ייתכן כי קיומם של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי יושפע לרעה ממרכיבים של מערכות איסוף דם טבורי. ניתוח השפעתם של נוגדי קרישה שונים, שמנגנון הפעולה שלהם נובע מקישור יוני סידן (ACD, EDTA, XAPD-1) על תאי אב המטופויאטיים בתנאי אחסון בדם טבורי למשך 24 עד 72 שעות, גילה את השפעתם השלילית על קיומם של תאים בעלי גרעין. בהקשר זה, המחברים ממליצים להשתמש בתמיסת בופר פוספט (PBS) בתוספת הפרין טבעי ללא חומר משמר בריכוז של 20 יחידות/מ"ל, שלדעתם מאפשר להאריך את תקופת האחסון של דם טבורי לא מפוצל ל-72 שעות ולשמר את הפעילות התפקודית של יחידות יוצרות מושבות. עם זאת, מחקר על בטיחותם של CFU-GM ו-CFU-G הראה כי זמן האחסון של דם טבורי לפני הקפאה לא יעלה על תשע שעות. ברור שהעיקרון שצריך לחול במקרה זה הוא שבנוכחות נתונים סותרים, יש להשתמש בתקופת האחסון המינימלית המומלצת לדם טבורי ויש להתחיל בהקפאה מתוכננת של התאים המבודדים בהקדם האפשרי.

בעת הקפאת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי, בדרך כלל משתמשים בתמיסת DMSO 10% כקריופרוטקטנט. עם זאת, בנוסף להשפעה הקריופרוטקטית הבולטת, לדימתיל סולפוקסיד בריכוז כזה יש גם השפעה ציטוטוקסית ישירה, אפילו עם חשיפה מינימלית לתאי המטופויאטיים מדם טבורי. כדי להפחית את ההשפעה הציטוטוקסית של DMSO, משתמשים בטמפרטורת חשיפה אפסית, מהירות כל המניפולציות מוגברת, ושטיפות מרובות מבוצעות לאחר הפשרת דגימות דם טבורי.

מאז 1995, המכון להמטולוגיה וטרנספוזיולוגיה של האקדמיה למדעי הרפואה של אוקראינה מפתח כיוון מדעי שמטרתו מחקר מקיף של דם טבורי כמקור חלופי לתאי גזע המטופויאטיים. בפרט, פותחו טכנולוגיות חדשות לשימור קריוגני בטמפרטורה נמוכה של תאים המטופויאטיים מדם טבורי לא מפוצל ומפוצל. פוליווינילפירולידון רפואי בעל מולקולות נמוכות משמש כקריופרוטקטנט. שיטת השימור הקפריוגני של דם טבורי לא מפוצל מבוססת על טכנולוגיה מקורית להכנה מוקדמת של תאים להקפאה ושיטה לעיבוד מיוחד של תרחיף תאים מיד לפני ההשתלה.

אחד הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על רמת הפעילות התפקודית של תאי גזע המטופויאטיים שהוקפאו הוא קצב הקירור של תרחיף התאים, במיוחד בשלב ההתגבשות. גישת תוכנה לפתרון בעיית מהירות וזמן ההקפאה מספקת הזדמנויות גדולות ליצירת שיטות הקפאה פשוטות ויעילות ביותר, מבלי לשטוף את תרחיף התאים מהקריופרקטורים לפני ההשתלה.

השלבים המסוכנים ביותר לקיומם של תאים במהלך הכנתם הם שלבי ההקפאה וההפשרה הישירים. בעת הקפאת תאים המטופויאטיים, חלק משמעותי מהם עלול להיהרס ברגע המעבר של המדיום הבין-תאי מהנוזל לפאזה המוצקה - התגבשות. כדי להפחית את אחוז המוות התאי, משתמשים בקריופרוטקטורים, שמנגנוני הפעולה ויעילותם הקריופרוטקטיבית מכוסים מספיק בספרות המדעית.

כיוון מבטיח לאופטימיזציה של שיטות שימור קריוגני עבור תאי מח עצם ודם חבל הטבור הוא שילוב של ריכוזים נמוכים של מספר קריופרוטקטורים בעלי מנגנוני פעולה שונים בתמיסה אחת, למשל, DMSO הפועל ברמה התוך-תאית ועמילן הידרוקסיאתיל או אלבומין, בעלי השפעה מגנה חוץ-תאית.

לצורך שימור קריוגני של תאי דם טבורי, משתמשים באופן מסורתי בתמיסת DMSO של 20%, אשר נמזגת באיטיות לתוך תרחיף התאים תוך ערבוב מכני מתמיד באמבט קרח עד להשגת יחס שווה (1:1) בין נפחי החומר המגן הקריוגני לתרחיף התאים. הריכוז הסופי של דימתיל סולפוקסיד הוא 10%. לאחר מכן, תרחיף התאים מקורר ביחידה קריוגנית מתוכנתת בקצב של GS/דקה עד -40°C, ולאחר מכן קצב הקירור עולה ל-10°C/דקה. לאחר הגעה ל-100°C-, המיכל עם תרחיף התאים ממוקם בחנקן נוזלי (-196°C). בטכניקת שימור קריוגני זו, שימור התאים המונונוקלאריים הפעילים פונקציונלית לאחר הפשרה מגיע ל-85% מהרמה המקורית.

שינויים בשיטות הקריופרזבציה נועדו להפחית את ריכוז ה-DMSO על ידי הוספת עמילן הידרוקסיאתיל (הריכוזים הסופיים של דימתיל סולפוקסיד ועמילן הידרוקסיאתיל הם 5% ו-6%, בהתאמה). יעילות גבוהה של שילוב כזה של קריופרוטקטורים נצפית בעת הקפאת תרחיף של תאים מיאלואידים, ועם ציטו-פרוטקציה לא פחותה מאשר בעת שימוש בתמיסה של 10% בלבד של דימתיל סולפוקסיד. מספר התאים הגרעיניים החיים הגיע ל-96.7% מהרמה ההתחלתית, ופעילותם התפקודית, שנאמדת על ידי מספר CFU-GM, הייתה 81.8%.

כאשר משתמשים בתמיסת דימתיל סולפוקסיד בריכוזים של 5 עד 10% בשילוב עם עמילן הידרוקסיאתיל 4% (ריכוז סופי), נמצא כי בטיחותם של תאים חיוביים ל-CD34 בטווחים כאלה של דימתיל סולפוקסיד נותרת כמעט ללא שינוי. יחד עם זאת, כאשר ריכוז הדימתיל סולפוקסיד יורד מ-5 ל-2.5%, נצפה מוות מסיבי של תאי דם טבורי - מספר יחידות התאים החיוניות יורד מ-85.4 ל-12.2%. מחברים אחרים הגיעו גם הם למסקנה כי תמיסות דימתיל סולפוקסיד 5% ו-10% (בגרסת המחבר - בשילוב עם סרום אוטולוגי) הן המספקות ציטו-הגנה ביעילות מרבית במהלך שימור קריוגני של תאי דם טבורי HSC. בנוסף, נצפית שימור גבוה של תאים קפואים והופשרים באופן עקבי במקרה של שילוב של דימתיל סולפוקסיד 5% או 10% עם תמיסת עמילן הידרוקסיאתיל 4%, במיוחד בקצב קירור מבוקר של GS/min. במחקר אחר, נעשה שימוש בתמיסה קריופרוטקטיבית המורכבת משלושה מרכיבים - DMSO, אלבומין אנושי מטוהר ומדיום RPMI ביחס של 1:4:5, אשר נוספה לתרחיף התאים ביחס נפחי שווה (הריכוז הסופי של דימתיל סולפוקסיד היה 5%). לאחר הפשרה באמבט מים בטמפרטורה של +4 GS, שיעור השימור של CFU-GM עלה על 94%.

מחברים מסוימים מציעים להשתמש בדם טבורי לא מופרד לצורך הקפאה, מכיוון שכמויות משמעותיות של תאים המטופויאטיים אובדות במהלך תהליך הסרת תאי דם אדומים. בגרסה זו, נעשה שימוש בתמיסה של 10% של דימתיל סולפוקסיד כדי להגן על תאים חד-גרעיניים מפני ההשפעות המזיקות של קריוגריסטליזציה. ההקפאה מתבצעת בקצב קירור קבוע של GS/min ל-80°C-, ולאחר מכן תרחיף תאי הדם הטבורי מורדם לחנקן נוזלי. שיטת הקפאה זו גורמת לליזיס חלקי של תאי דם אדומים, כך שדגימות דם אינן דורשות פירוק. לאחר הפשרה, תרחיף התאים נשטף מהמוגלובין חופשי ודימתיל סולפוקסיד בתמיסה של אלבומין אנושי או בסרום דם עצמי של המטופל ומשמש להשתלה.

שימור תאי אב המטופויאטיים לאחר הפשרת דם טבורי לא מופרד אכן גבוה יותר מזה של דם טבורי מופרד, אולם עקב היציבות הקפואה של חלק מהאדירוציטים, עלולות להיווצר בעיות חמורות לאחר עירוי עקב עירוי של אריתרוציטים שאינם תואמים ל-ABO. בנוסף, נפח הדם הלא מופרד המאוחסן עולה משמעותית. מנקודת מבט קלינית, שימור הקפאה של תאי דם טבורי שבודדו וטוהרו בעבר משברי תאים אחרים עדיין עדיף.

בפרט, פותחה שיטה לשימור קריוגני של תאי דם טבורי מפוצלים, המאפשרת הוצאת תאי דם אדומים בשלב ההכנה להקפאה, שבה נעשה שימוש בתמיסה של 6% של עמילן הידרוקסיאתיל כחלק מתמיסת החלפת הפלזמה "סטאביזול". לאחר הפשרה, תרחיף התאים המתקבל בדרך זו מוכן לשימוש קליני ללא מניפולציות נוספות.

לפיכך, כיום קיימות שיטות רבות ויעילות למדי לשימור דם טבורי בהקפאה. ההבדל המהותי ביניהן הוא שדגימות הדם מוקפאות ללא הפרדה או מופרדות לשברי תאים בשלב ההכנה ומוכנות תאים בעלי גרעין ללא תערובת של אריתרוציטים.

השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי

בסוף שנות ה-80 ותחילת שנות ה-90 נקבע כי דם טבורי, המספק לעובר תמיכה בחיים במהלך ההריון, מכיל תכולה גבוהה של תאי גזע המטופויאטיים. הפשטות היחסית של השגת תאי דם טבורי והיעדר בעיות אתיות ברורות תרמו לשימוש בתאי גזע מדם טבורי ברפואה המעשית. השתלת דם טבורי המוצלחת הראשונה לילד עם אנמיה פנקוני שימשה כנקודת מוצא להרחבת היקף השתלות תאי גזע מדם טבורי וליצירת מערכת לאגירתם. במערכת העולמית של בנקי דם טבורי, הגדול ביותר הוא מרכז הדם השלייתי של ניו יורק, הנמצא במאזן של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב. מספר דגימות דם טבורי המאוחסנות בבנק זה מתקרב ל-20,000. גם מספר המקבלים (בעיקר ילדים) שעברו השתלה מוצלחת גדל. על פי משרד הבריאות האמריקאי, תקופת החיים ללא הישנות של מושתלי דם טבורי לאחר ההשתלה כבר עולה על 10 שנים.

אין זה מפתיע, שכן מחקרים רבים על הפוטנציאל ההמטופויאטי של דם טבורי הראו כי מבחינת כמות ואיכות תאי הגזע המוקדמים ביותר, הם לא רק אינם נחותים ממח העצם של מבוגר, אלא גם עולים עליו בכמה היבטים. פוטנציאל ההתרבות הגבוה יותר של תאי גזע מדם טבורי נובע מתכונות אונטוגנטיות של איתות תאי, נוכחות קולטנים לגורמי גדילה ספציפיים על גבי תאי הדם הטבורי, יכולתם של תאי דם טבורי לייצר באופן אוטוקריני גורמי גדילה, וגודלם ואורכם הגדולים של הטלומרים.

לפיכך, המאפיינים הגנומיים והפנוטיפיים של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי קובעים מראש השתלה איכותית של השתל עם פוטנציאל גבוה לשיקום ההמטופויזה של התורם בגוף המקבל.

יתרונות של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי

בין היתרונות האמיתיים של שימוש בתאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי להשתלה על פני מקורות אחרים של תאים המטופויאטיים, ראוי לציין את הסיכון הכמעט אפסי לבריאות התורם (אם לא ניקח בחשבון את השליה ככזו) ואת היעדר הצורך בהרדמה כללית. השימוש בדם טבורי מרחיב את אפשרויות השתלת התאים עקב השתלות תואמות HLA חלקית (אי-התאמה בין אנטיגן אחד לשלושה). פותחה שיטה לאחסון ארוך טווח של תאי דם טבורי במצב קפוא, מה שמגדיל את הסבירות לקבלת סוגי HLA נדירים ומקטין את זמן החיפוש אחר השתלה תואמת HLA להשתלה אלוגנית. יחד עם זאת, הסיכון לפתח זיהומים סמויים מסוימים המועברים בדרכים הניתנות להעברה מצטמצם משמעותית. בנוסף, צורה זולה של ביטוח חיים ביולוגי עולה עקב האפשרות להשתמש בתאי דם טבורי להשתלה אוטולוגית.

עם זאת, בשל כמויות הדם הקטנות שניתן לאסוף מהשליה (בממוצע לא יותר מ-100 מ"ל), עולה לקדמת הבמה בעיית קבלת כמות הדם המקסימלית האפשרית מווריד חבל הטבור תוך הקפדה קפדנית על תנאי של סיכון מינימלי לזיהום חיידקי של דגימות דם חבל הטבור המתקבלות.

תאים המטופויאטיים פרימיטיביים של דם טבורי מזוהים בדרך כלל על ידי נוכחות הגליקופוזפופרוטאין CD34 על פני השטח שלהם, וכן על סמך תכונותיהם הפונקציונליות על ידי לימוד קלונוגניות או היווצרות מושבות במבחנה. ניתוח השוואתי הראה כי בדם טבורי ובמח עצם התכולה המקסימלית של תאים חיוביים ל-CD34 במקטע המונוגרעיני היא 1.6% ו-5.0%, בהתאמה, הרמה המקסימלית של יחידות יוצרות מושבות בתת-אוכלוסיית תאי CD34+ היא 80% ו-25%, יעילות השיבוט הכוללת של תאי CD34+ היא 88% ו-58%, התכולה המקסימלית של תאים יוצרי מושבות בעלי פוטנציאל התפשטות גבוה (HPP-CFC באוכלוסיית CD34+) היא 50% ו-6.5%. יש להוסיף כי יעילות השיבוט של תאי CD34+CD38 והיכולת להגיב לגירוי ציטוקינים גבוהות יותר גם בתאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי.

השילוב של אנטיגנים פנוטיפיים Thy-1, CD34 ו-CD45RA מאשר את פוטנציאל ההתרבות הגבוה של תאי דם טבורי, והביטוי של שלושת אנטיגנים אלה על פני תאי דם טבורי מעיד על שייכותם לתאי גזע. בנוסף, נמצא כי דם טבורי מכיל תאים בעלי פנוטיפ CD34+ שאין להם סמנים של התמיינות ליניארית. רמת תת-אוכלוסיות התאים בעלי הפרופיל הפנוטיפי CD34+/Lin בדם טבורי היא כ-1% מכלל התאים החיוביים ל-CD34. תאי אב המטופויאטיים של דם טבורי מולידים הן את קו התאים הלימפואידים והן את הסדרה המיאלואידית הפלוריפוטנטית של התמיינות תאים ליניארית, דבר המעיד גם על שייכותם לתאי גזע.

כפי שכבר צוין, הבדלים משמעותיים בין מח עצם לדם טבורי הם בכמות התאים ההמטופויאטיים המשמשים להשתלה המתקבלים במהלך הליך איסוף אחד. אם במהלך השתלת מח עצם אובדן מסת התאים במהלך ההפרדה, הקפאה, ההפשרה והבדיקה מקובל בטווח של 40-50%, אז עבור דם טבורי אובדן תאים כזה הוא משמעותי מאוד, שכן אם משתמשים בכמות לא מספקת של HSC, ההשתלה עלולה להתברר כלא יעילה. לדברי ג'. קוגלר ואחרים (1998), עבור השתלת תאים במשקל גוף של 10 ק"ג של הנמען, כל דגימות הדם הטבורי יכולות להיות השתלות פוטנציאליות (המספר הכולל של דגימות דם טבורי שנאספו הוא 2098), עם משקל גוף של 35 ק"ג - 67%, ורק 25% מהדגימות יכולות לספק השתלה יעילה בחולים עם משקל גוף של 50-70 ק"ג. מצב קליני זה מצביע על הצורך לייעל ולשפר את יעילותן של שיטות קיימות לאיסוף, שכפול ואחסון תאי דם טבורי. לכן, הספרות דנה כיום בהרחבה בנושאים של סטנדרטיזציה של שיטות איסוף, בדיקה, הפרדה ושימור קריוגני של דם טבורי ליצירת בנקי דם, השימוש בו במרפאה, וכן קובעת את התנאים והתנאים לאחסון תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

שימוש בתאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי ברפואה

^{בדרך כלל, ניתן לבודד עד 106} תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי, לעיתים רחוקות יותר. בהקשר זה, השאלה האם כמות כזו של תאים המטופויאטיים מדם טבורי מספיקה כדי לשקם את תהליך ההמטופויאזה אצל מבוגר נותרה פתוחה עד היום. הדעות בנושא זה חלוקות. ישנם חוקרים הסבורים שכמות כזו מספיקה למדי להשתלה לילדים, אך מעטה מדי להשתלה למבוגר, שעבורו הכמות האופטימלית היא הכנסת (7-10) x 106 ^תאים חיוביים ל-CD34 לכל ק"ג משקל גוף - ממוצע של 7 x 108 ^להשתלה. מחישובים אלה עולה כי דגימה אחת של דם טבורי מכילה פי 700 פחות תאי גזע המטופויאטיים מהנדרש להשתלה אחת לחולה מבוגר. עם זאת, הערכה כמותית כזו נעשית באנלוגיה למספר תאי מח העצם שעברו עירויים ואינה מתחשבת כלל בתכונות האונטוגנטיות של ההמטופויאזה.

בפרט, מתעלמים מהעובדה של פוטנציאל התפשטות גבוה יותר של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי בהשוואה לתאי אב המטופויאטיים של מח עצם. תוצאות מחקרי פוטנציאל יצירת מושבות in vitro מצביעות על כך שמנה אחת של דם טבורי מסוגלת לספק שחזור של המטופויזה של הנמען הבוגר. מצד שני, אין לשכוח שמספר תאי הגזע מדם טבורי יורד גם במהלך ההתפתחות העוברית: תכולת התאים החיוביים ל-CD34 בדם טבורי יורדת באופן ליניארי פי 5 בתקופה שבין שבוע 20 (דם למחקר נלקח במהלך סיום מוקדם של ההריון) ועד שבוע 40 להריון (תקופת הלידה הפיזיולוגית), המלווה בביטוי מקביל וגובר באופן קבוע של סמני ציטודיפרנציאציה ליניאריים.

בשל היעדר גישה סטנדרטית לקביעה כמותית של תאי גזע המטופויאטיים בדגימות דם טבורי, נמשכים הוויכוחים לגבי המינון האופטימלי של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי. ישנם חוקרים הסבורים כי מספר התאים הגרעיניים והתאים המונוגרעיניים המחושבים מחדש למשקל גופו של המקבל, כלומר המינון שלהם, יכולים לשמש כקריטריון לבחירת דגימות דם טבורי. ישנם מחברים הסבורים כי הסף הכמותי המינימלי של תאי CD34+ אפילו עבור השתלה עצמית של תאי גזע המטופויאטיים הוא 2 x 10 ⁶ /ק"ג. יחד עם זאת, עלייה במינון התאים ההמטופויאטיים ל-5 x 10 ⁶ תאים/ק"ג (פי 2.5 בלבד) כבר מבטיחה מהלך חיובי יותר של התקופה המוקדמת שלאחר ההשתלה, מפחיתה את שכיחות הסיבוכים הזיהומיים ומקצרת את משך הטיפול האנטיביוטי המונע.

לפי א. גלוקמן ואחרים (1998), באונקהמטולוגיה, התנאי להצלחה של השתלת תאי דם טבורי הוא החדרת לפחות 3.7 x 107 ^תאים גרעיניים לכל 1 ק"ג ממשקל גוף המטופל. כאשר מינון תאי הגזע ההמטופויאטיים מצטמצם ל-1 x 107 ^תאים גרעיניים או פחות לכל 1 ק"ג ממשקל גוף המטופל, הסיכון לכישלון השתלה ולהישנות סרטן הדם עולה בחדות. יש להכיר בכך שמספר המינימלי של תאי אב הדרושים לשיקום מהיר של ההמטופואזה לאחר השתלת מח עצם (HSCs) עדיין אינו ידוע. תיאורטית, ניתן להשיג זאת באמצעות תא אחד, אך בפועל הקליני של השתלת מח עצם, השתלה מהירה ויציבה מובטחת על ידי עירוי של לפחות (1-3) x 108 ^תאים גרעיניים לכל 1 ק"ג ממשקל גוף המטופל.

מחקר מפורט שנערך לאחרונה לקביעת המספר האופטימלי של תאי HSC באונקהמטולוגיה כלל תצפית על חולים בשלוש קבוצות, שחולקו בהתאם לתכולת התאים החיוביים ל-CD34 בחומר המושתל. חולים בקבוצה הראשונה קיבלו (3-5) x 106 ^תאים /ק"ג. מינון ה-HSC בחולים בקבוצה השנייה היה (5-10) x 106 ^תאים /ק"ג, וחולים בקבוצה השלישית קיבלו השתלה של יותר מ-10 x 106 ^תאי CD34+/ק"ג. התוצאות הטובות ביותר נצפו בקבוצת הנמענים שקיבלו השתלה עם מספר תאים חיוביים ל-CD34 השווה ל-(3-5) x 106 ^תאים /ק"ג. עם עלייה במינון התאים המושתלים מעל 5 x 106 ^תאים /ק"ג, לא נמצאו יתרונות מובהקים סטטיסטית. במקרה זה, תכולה גבוהה מאוד של HSC במושתל (> 10 x 106 ^תאים /ק"ג) קשורה לעירוי חוזר של מספר משמעותי של תאי גידול שיוריים, מה שמוביל להישנות המחלה. לא נקבע קשר ישיר בין מספר תאי האב האלוגניים המושתלים לבין התפתחות תגובת השתל נגד המארח.

הניסיון העולמי המצטבר בהשתלות דם טבורי מאשר את הפוטנציאל הגבוה לחידוש אכלוס תאים. קצב ההשתלה של השתלת דם טבורי תואם למספר התאים הגרעיניים שהוכנסו. התוצאות הטובות ביותר נצפות בהשתלה של 3 x 107 ^/ ק"ג, בעוד שעבור מח עצם מינון זה הוא 2 x 108 ^/ ק"ג. על פי נתוני המרכזים המתאמים, בסוף שנת 2000 בוצעו 1200 השתלות תאי דם טבורי ברחבי העולם, בעיקר מתורמים קרובים (83%). ברור שיש לשקול דם טבורי כחלופה למח עצם להשתלה לחולים עם המובלסטוזות.

יחד עם זאת, אופיו הילוד של מקור הרקמה ההמטופויאטית בחבל הטבור מעורר אופטימיות בשל נוכחותם של מאפיינים פונקציונליים של הרקמה ההמטופויאטית שלו. יחד עם זאת, רק ניסיון קליני יכול לענות על שאלת הספיקות של דגימת דם טבורי אחת כדי לשקם את ההמטופויאזה אצל מקבל בוגר עם אפלזיה המטופויאטית. השתלת תאי דם טבורי משמשת בתוכניות טיפול למחלות גידוליות ולא גידוליות רבות: לוקמיה ותסמונות מיאלודיספלסטיות, לימפומה שאינה הודג'קין ונוירובלסטומה, אנמיה אפלסטית, אנמיות מולדות של פאנקוני ואנמיה יהלום-בלאקפן, חוסר הידבקות של לויקוציטים, תסמונת בר, מחלת גונתר, תסמונת הורלר, תלסמיה.

היבטים אימונולוגיים של השתלת תאי דם טבורי ראויים לתשומת לב רבה ולמחקר נפרד. הוכח שבמקרה של השתלת תאי גזע מדם טבורי מתורמים עם תאימות HLA מלאה, תוצאות ההשתלה משביעות רצון למדי, דבר המצביע, לדברי המחברים, על תגובתיות אימונולוגית נמוכה יותר של תאי דם טבורי מאשר של מח עצם.

מחקר מפורט של הרכב התאים של דם טבורי חשף את המאפיינים של הספקטרום הפנוטיפי של תאי אפקטור של מערכת החיסון והן את פעילותם התפקודית, מה שאפשר להתייחס לדם טבורי כמקור לתאי דם טבורי (HSCs) עם סיכון נמוך יחסית לפתח תגובה של "שתל מול מארח". בין הסימנים לחוסר בגרות תפקודית של תאים אימונוקומפטנטיים בדם טבורי, יש לציין את חוסר האיזון בייצור ציטוקינים וירידה ברגישות לוויסות ציטוקינים של התגובה החיסונית. העיכוב הנובע מכך של פעילות לימפוציטים ציטוטוקסיים נחשב לגורם התורם להיווצרות סבילות אימונולוגית לרקמה ההמטופויאטית המושתלת. באוכלוסיית הלימפוציטים מדם טבורי, בניגוד לדם ההיקפי ולמח העצם של תורמים בוגרים, שולטים לימפוציטים לא פעילים ולא בשלים ותאי מדכא. זה מצביע על מוכנות מופחתת של לימפוציטים מסוג T מדם טבורי לתגובה חיסונית. מאפיין חשוב של אוכלוסיית תאי דם טבורי מונוציטים הוא תכולה נמוכה של תאים מציגי אנטיגן פעילים ומלאים.

מצד אחד, הבשלות הנמוכה של תאי אפקטור מערכת החיסון בדם טבורי מרחיבה את האינדיקציות לשימוש בו במרפאה, שכן תכונות אלו מספקות ירידה בעוצמת הקונפליקט החיסוני בין תאי התורם למקבל. אך מצד שני, ידוע על קיומו של מתאם בין מידת התפתחות תגובת "שתל מול מארח" לבין האפקט האנטי-גידולי של השתלה, כלומר, התפתחות אפקט "שתל מול לוקמיה". בהקשר זה, נערך מחקר על ציטוטוקסיות אנטי-גידולית של תאי דם טבורי. התוצאות שהתקבלו מצביעות על כך שלמרות התגובה המוחלשת באמת של תאי דם טבורי בעלי מערכת חיסון תקינה לגירוי אנטיגן, הלימפוציטים המופעלים בעיקר הם תאי רוצחים טבעיים ותאים דמויי רוצח הנוטלים חלק פעיל במנגנוני יישום הציטוטוקסיות האנטי-גידולית. בנוסף, נמצאו תת-אוכלוסיות של לימפוציטים עם פנוטיפים CD16+CD56+ ו- CD16"TCRa/p+ בדם טבורי. ההנחה היא שתאים אלה בצורתם המופעלת מיישמים את תגובת "שתל מול לוקמיה".

במכון לאונקולוגיה של האקדמיה למדעי הרפואה של אוקראינה, תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי שהוקפאו ניתנו לחולי סרטן עם היפופלזיה המטופויאטית מתמשכת עקב כימותרפיה והקרנות. בחולים אלו, השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי שיקפה ביעילות רבה את תהליך ההמטופויאזה המדוכא, כפי שמעידה עלייה מתמשכת בתכולת היסודות הבוגרים בדם ההיקפי, כמו גם עלייה באינדיקטורים המאפיינים את מצב החסינות התאית וההומורלית. יציבות אפקט החזרת האוכלוסייה לאחר השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי מאפשרת המשך הקרנות וכימותרפיה מבלי להפסיק את מהלך הטיפול. קיים מידע על יעילות גבוהה יותר של השתלת תאי גזע מדם טבורי לחולים אונקוהמטולוגיים: הסיכון השנתי להישנות של מחלת גידול עם השימוש בהם היה 25% לעומת 40% בחולים עם מח עצם אלוגני מושתל.

יש להתייחס למנגנון הפעולה של תאי גזע מדם טבורי המוקפאים כתוצאה של גירוי הומורלי של המטופויזה של הנמען, הנגרם מיכולתם הייחודית של תאים בילודים לייצר באופן אוטוקריני גורמי גדילה המטופויאטיים, וכן כתוצאה של השתלה זמנית של תאי תורם (כפי שמעידה עלייה אמינה בתכולת ההמוגלובין העוברי בדם ההיקפי של הנמען ביום ה-7-15 לאחר עירוי הדם בהשוואה לנתונים הראשוניים). היעדר תגובות לאחר עירוי הדם הטבורי במקבלי דם טבורי הוא תוצאה של הסבילות היחסית של תאים בעלי רמת החיסון התקינה שלו, וכן קריטריון ביטחון להתאמתו הביולוגית של החומר המוקפא.

תאי אב הורגי לימפוציטים מסוג T מדם טבורי מסוגלים לפעול תחת השפעת גירוי ציטוקינים אקסוגני, המשמש לפיתוח שיטות חדשות ex vivo ו- in vivo להשראת ציטוטוקסיות אנטי-גידולית של אלמנטים לימפואידים מושתלים לצורך אימונותרפיה לאחר מכן. בנוסף, "חוסר הבשלות" של הגנום של תאי דם טבורי בעלי אימונוקומפטנטים מאפשר להשתמש בהם כדי לשפר את הפעילות האנטי-גידולית באמצעות שיטות מידול מולקולריות.

כיום, דם טבורי מצא שימוש נרחב בעיקר בהמטולוגיה ילדים. אצל ילדים עם לוקמיה חריפה, השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי, בהשוואה להשתלת מח עצם, מפחיתה משמעותית את שכיחות מחלת השתל נגד המארח. עם זאת, הדבר מלווה בתקופה ארוכה יותר של נויטרו- וטרומבוציטופניה, ולמרבה הצער, בשיעור תמותה גבוה יותר 100 יום לאחר ההשתלה. תקופה ארוכה יותר של התאוששות של רמות הגרנולוציטים והטסיות בדם ההיקפי עשויה להיות תוצאה של התמיינות לא מספקת של תת-אוכלוסיות בודדות של תאי דם טבורי חיוביים ל-CD34, כפי שמעידה רמת הספיגה הנמוכה של רודאמין רדיואקטיבי וביטוי נמוך של אנטיגנים CD38 על פני השטח שלהם.

במקביל, השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי לחולים בוגרים, שבוצעה בשל היעדר תורם מח עצם תואם שאינו קשור והאפשרות לגיוס תאי גזע אוטולוגיים של דם טבורי, הראתה הישרדות גבוהה ללא הישנות לאחר שנה בקבוצת החולים מתחת לגיל 30 (73%). הרחבת טווח הגילאים של מקבלי המחלה (18-46 שנים) הובילה לירידה בהישרדות ל-53%.

ניתוח כמותי של תאים בעלי פנוטיפ CD34+ במח עצם ובדם טבורי גילה תכולה גבוהה יותר (פי 3.5) שלהם במח עצם, אך דומיננטיות משמעותית של תאים בעלי הפרופיל הפנוטיפי CD34+HLA-DR נצפתה בדם טבורי. ידוע שתאי דם בעלי הסמנים האימונולוגיים CD34+HLA-DR מתרבים באופן פעיל יותר מתאים בעלי האימונופנוטיפ CD34+HLA-DR+, דבר שאושר במחקרים ניסויים של גידול תרבית תאים המטופויאטיים ארוכת טווח במבחנה. תאי קדם פרימיטיביים בעלי פנוטיפ CD34+CD38 נמצאים גם בדם טבורי וגם במח עצם, אך לתאי דם טבורי בעלי קבוצת הסמנים CD34+CD38 יש פעילות קלונוגנית גבוהה יותר מאשר תאים המטופויאטיים מאותו פנוטיפ שבודדו ממח עצם של תורמים בוגרים. בנוסף, תאי דם טבורי בעלי האימונופנוטיפ CD34+CD38 מתרבים מהר יותר בתגובה לגירוי ציטוקינים (IL-3, IL-6, G-CSF) ומייצרים פי 7 יותר מושבות בתרביות ארוכות טווח מאשר תאי מח עצם.

בנקי תאי גזע מדם טבורי

לפיתוח נכון של תחום חדש ברפואה המעשית - השתלת תאי גזע מדם טבורי, כמו גם לביצוע השתלות תאי גזע המטופויאטיים ממח עצם, יש צורך ברשת נרחבת של בנקי דם, שכבר נוצרו בארה"ב ובאירופה. רשתות בנקי דם טבורי מקומיות מאוחדות על ידי איגוד הבנקים של נטקורד. כדאיות יצירת איגוד בינלאומי של בנקי דם טבורי נקבעת מהעובדה שנדרשות מספר רב של דגימות דם טבורי מסוגים שונים לביצוע השתלות שאינן קשורות, מה שמאפשר בחירת תורם זהה ל-HLA. רק הקמת מערכת בנקים עם אחסון דגימות דם מסוגים שונים של HLA יכולה באמת לפתור את בעיית מציאת התורם הדרוש. ארגון מערכת בנקי דם טבורי כזו דורש פיתוח מקדים של נורמות אתיות ומשפטיות, הנידונות כיום ברמה הבינלאומית.

על מנת להקים בנקי דם טבורי באוקראינה, יש לגבש שורה שלמה של תקנות ומסמכים.

ראשית, מדובר בנושאים של סטנדרטיזציה של שיטות איסוף, פירוק והקפאה של דם טבורי. יש צורך להסדיר את כללי איסוף דם טבורי בבתי חולים ליולדות בהתאם לדרישות האתיקה הרפואית, לקבוע את הנפח המינימלי של דם טבורי המבטיח השתלה מוצלחת. יש צורך להשוות ולתקנן קריטריונים שונים להערכת איכות וכמות תאי אב המטופויאטיים, כמו גם שיטות טיפוס HLA ושיטות אבחון למחלות גנטיות וזיהומיות שעלולות לעבור במהלך עירוי של תאי דם טבורי, כדי לקבוע קריטריונים משותפים לבחירת תורמים בריאים. ראוי גם לדון בנושאים של יצירת מתקני אחסון נפרדים לסרום, תאים ו-DNA המתקבלים מדם טבורי.

הכרחי לחלוטין לארגן רשת מחשבים של נתוני דם טבורי כדי להתחבר לרישומי תורמי מח עצם. לפיתוח נוסף של השתלת תאים, יש צורך לפתח פרוטוקולים מיוחדים להשוואת תוצאות השתלות דם טבורי ומח עצם מקרובי משפחה זהים ל-HLA ומתורמים שאינם קשורים. סטנדרטיזציה של תיעוד, כולל הסכמה מדעת של ההורים, כמו גם הודעה לאם או לקרובי משפחה על מחלות גנטיות ו/או זיהומיות שזוהו אצל הילד, יכולה לסייע בפתרון הבעיות האתיות והמשפטיות של השימוש הקליני בתאי דם טבורי.

התנאי המגדיר לפיתוח השתלת תאים באוקראינה יהיה אימוץ התוכנית הלאומית לתרומת תאי גזע ופיתוח שיתוף פעולה בינלאומי עם מדינות אחרות באמצעות איגוד תורמי מח העצם העולמי (WMDA), התוכנית הלאומית לתורמי מח עצם של ארה"ב (NMDP) ורישומים אחרים.

בסיכום ההיסטוריה הקצרה עדיין של התפתחות השתלת תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי, נציין כי ההנחות הראשונות לגבי האפשרות להשתמש בדם טבורי במרפאה, שהובעו עוד בתחילת שנות ה-70, אושרו בשנות ה-80 על ידי תוצאות מחקרים ניסויים בבעלי חיים, ובשנת 1988 בוצעה ההשתלה הראשונה בעולם של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי לאדם, ולאחר מכן החלה להיבנות רשת עולמית של בנקי דם טבורי. תוך 10 שנים, מספר החולים עם תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי מושתלים התקרב ל-800. ביניהם היו חולים במחלות שונות בעלות אופי גידולי (לוקמיה, לימפומה, גידולים מוצקים) ומחלות שאינן גידוליות (ליקויים חיסוניים מולדים, אנמיה, מחלות הקשורות להפרעות מטבוליות).

תכולת תאי גזע מוקדמים ותאי גזע בדם טבורי גבוהה יותר מאשר בדם פריפריאלי של מבוגר. מבחינת מספר יחידות יוצרות מושבות גרנולוציטים-מקרופאגים ופוטנציאל ההתרבות שלהן, דם טבורי עולה משמעותית על דם פריפריאלי של מבוגרים גם לאחר הכנסת גורמי גדילה. בתרביות תאים ארוכות טווח במבחנה, נצפו פעילות התרבות וכדאיות גדולים יותר של תאי דם טבורי מאשר תאי מח עצם. רגעים קריטיים בהשתלת תאי גזע מדם טבורי הם מספר התאים הגרעיניים והפוטנציאל ההמטופויאטי שלהם, נוכחות זיהום ציטומגלווירוס, תאימות HLA של התורם והמקבל, משקל גוף וגיל המטופל.

עם זאת, יש לשקול השתלת תאי גזע מדם טבורי כחלופה להשתלת מח עצם לטיפול במחלות דם קשות, בעיקר בילדים. בעיות קליניות של השתלת תאי דם טבורי נפתרות בהדרגה - כבר קיימות שיטות יעילות למדי לאיסוף, הפרדה ושימור קריוגני של תאי דם טבורי, ניתנים תנאים להקמת בנקי דם טבורי, ושיטות לבדיקת תאים בעלי גרעין משתפרות. יש לשקול תמיסת ג'לטין 3% ותמיסת עמילן הידרוקסיאתיל 6% כאופטימליות להפרדה במהלך רכישה בקנה מידה גדול של תאי גזע המטופויאטיים מדם טבורי בעת יצירת בנקים.

פ. פרקרסטנקו ושותפיו (2001) מציינים בצדק כי השתלת תאי גזע מדם טבורי צריכה לתפוס את מקומה הראוי במכלול האמצעים הטיפוליים להתגברות על דיכאון המטופויאטי ממקורות שונים, שכן לתאי גזע מדם טבורי יש מספר יתרונות משמעותיים, ביניהם החשובים ביותר הם הפשטות היחסית של רכישתם, היעדר סיכון לתורם, זיהום נמוך של תאי יילודים עם וירוסים ועלות השתלה נמוכה יחסית. חלק מהמחברים מציינים כי השתלת תאי דם טבורי מלווה בתדירות נמוכה יותר בסיבוכים הקשורים לתגובת השתל-נגד-מארח מאשר השתלת תאי מח עצם, דבר הנובע, לדעתם, מביטוי חלש של אנטיגנים HLA-DR על תאי דם טבורי וחוסר בגרותם. עם זאת, האוכלוסייה העיקרית של תאים בעלי גרעין בדם טבורי היא לימפוציטים T (תאים חיוביים ל-CD3), שתכולתם היא כ-50%, שהם 20% פחות מאשר בדם ההיקפי של מבוגר, אך ההבדלים הפנוטיפיים בתת-אוכלוסיות תאי T ממקורות אלה אינם משמעותיים.

בין הגורמים המשפיעים ישירות על שיעור ההישרדות בהשתלת תאי גזע מדם טבורי, ראוי לציין את גיל החולים (התוצאות הטובות ביותר נצפות אצל מקבלי השתלה בגילאי שנה עד חמש), אבחון מוקדם של המחלה וצורת הלוקמיה (היעילות גבוהה משמעותית בלוקמיה חריפה). חשיבות רבה היא למינון של תאי דם טבורי בעלי גרעין, כמו גם לתאי HLA שלהם עם המקבל. אין זה צירוף מקרים שניתוח היעילות הקלינית של השתלת תאי גזע מדם טבורי באונקהמטולוגיה מראה את תוצאות הטיפול הטובות ביותר בעת שימוש בהשתלות קשורות: ההישרדות ללא הישנות לאחר שנה במקרה זה מגיעה ל-63%, בעוד שעם השתלה לא קשורה - רק 29%.

לפיכך, נוכחותם של מספר רב של תאי גזע בדם טבורי ויכולת החזרת תאי הגזע ההמטופויאטיים בילודים מאפשרים שימוש בהם להשתלה אלוגנית בחולים אונקוההמטולוגיים. עם זאת, יש לציין כי שחזור ההמטופויזה לאחר השתלת תאי דם טבורי "מתארך בזמן": שחזור תכולת הנויטרופילים בדם ההיקפי נצפה בדרך כלל עד סוף השבוע השישי, ותרומבוציטופניה נעלמת בדרך כלל לאחר 6 חודשים. בנוסף, חוסר הבשלות של תאי דם טבורי אינו שולל קונפליקטים אימונולוגיים: מחלת שתל נגד מאכסן חריפה וכרונית נצפית ב-23% ו-25% מהמקבלים, בהתאמה. הישנות של לוקמיה חריפה עד סוף השנה הראשונה לאחר השתלת תאי דם טבורי נצפתה ב-26% מהמקרים.

[ 10 ], [ 11 ]