Születésünktől megőrzött őssejtek világa

Őssejtkinyerés szén-dioxid termosztátban

Az egyik magyarországi őssejtbankban, ezek a biológiai minták arra várnak, hogy közreműködésükkel egyszer megmenthető legyen egy élet vagy legalább egy esély a gyógyulásra.

Korábban már írtunk az őssejtekről általánosságban, most viszont arra vagyunk kíváncsiak, hogyan működik egy olyan őssejtlabor, ahová a babák születésekor gyűjtött köldökzsinórvér illetve köldökzsinór minták érkeznek és kerülnek feldolgozásra. Megkértük Dr. Száraz Leonórát, a Krio Intézet tudományos igazgatóját, segítsen megérteni, miért bonyolultabb ez, mint az otthoni mélyfagyasztás.

Ám még mielőtt tágra nyílik előttünk a laborajtó, leülünk kicsit, hogy nézzük meg, milyen új eredményei vannak e tudományterületnek, hiszen az utóbbi 20 évben nagyon sok változás történt az őssejtek terápiás megítélésében: „Tisztázódott például, hogy a köldökzsinórvérből gyakorlatilag ugyanazok a vérképző őssejtek nyerhetők, mint a csontvelőből, illetve hogy 25 éves, mélyfagyasztva tárolt mintával is lehet sikeresen transzplantálni”. Maradjunk a vérképző őssejteknél, melyek nem keverendők össze az embrionális őssejtekkel és a hozzájuk kapcsolódó daganatkeltő hatással, ami miatt végül a világ legtöbb részén letiltották a velük folyó klinikai kísérleteket. Tehát a vérképző őssejtek forrása a vörös csontvelő (manapság inkább a perifériás vér) és a köldökzsinórvér. Magyarországon 2001 óta 67 esetben használtak fel köldökzsinórvért gyermekek vérképzőszervi rendellenességeinek kezelésére. Hogy ez sok vagy kevés? Nem lehet megítélni, ugyanis nincs hazai közösségi őssejtbank, hogy az ott tárolt minták számához lehessen viszonyítani és valamilyen hasznosulási arányt kalkulálni. Az érintett családok szemszögéből viszont egyértelműen jelentős a szám.

Őssejtek kinyerésére, azok tárolására jöttek létre a sejt- és szövetbankok, ezek fajtái a következők: beszélhetünk közösségi bankokról, ahová a család azért küldi a köldökzsinórvért, mert a közösség számára kívánja felajánlani. Lemond tehát a mintáról, így az bárki számára hozzáférhetővé válik, mert a közösségi bank elvégzi a szöveti antigének (olyan sejtmembrán fehérjék, amelyek meghatározzák a sejtek „személyazonosságát” és így lehetővé teszik a saját és az idegen megkülönböztetését) meghatározását és az alapján egy nyilvános adatbankban a világ bármely terápiás központja számára hozzáférhetővé teszi. Ebből adódóan a család nem kaphatja vissza az eltárolt mintát (pontosabban, erre nagyon kicsi az esély), ha netán mégis szüksége lenne valamelyik családtagnak rá. Ilyen bank hazánkban nem működik. Jelenleg csak családi (magán) bankok tevékenykednek, ahol a minták felett a gyermek nagykorúságáig a szülők rendelkeznek. Létezik még egy, az iménti két változat fuzionálásából létrejövő, harmadik típus is, amelyet hibridbankként emlegetnek: ez gyakorlatilag olyan közösségi bank, ahol egy magánbank végzi a felajánlott minták feldolgozását és tárolását a közösség számára és egyúttal magánbankként is működik, tehát a családok számára is tárol mintát.

Maradjunk azonban a születéskor gyűjtött biológia minták feldolgozásánál, amit sokkal egyszerűbb úgy megérteni, ha azt a laboratóriumban követjük nyomon. Máris lábzsákot, köpenyt és hajhálót veszünk fel, mert mégiscsak egy őssejt laboratóriumba látogatunk!

Feldolgozásra váró köldökzsinórvér minták

Köldökzsinórminta darabolása: egy éles szikével négyzet alakú részekre aprítják a köldökzsinórt, hogy a Wharton-kocsonyából mesenchymalis őssejteket (MSC) nyerjenek. Az MSC-k jól elkülöníthetők a többi őssejttípustól, jól szaporíthatók és gyakorlatilag bárkinek adhatók, mert nem hordoznak egyes szöveti antigéneket. Transzplantáltak kilökődési (GvHD) reakcióját már hazánkban is kezelik mesenchymalis őssejtekkel, mert képesek leállítani a beültetett minta kilökődését. Egyelőre még csak klinikai kísérletek keretében, de egyre nagyobb arányban hasznosulnak pl. autoimmunbetegségek kezelésében.

A folyamat a mintaátvétellel indul. „A szülészetekről folyamatosan érkeznek a köldökzsinórvér minták, gyakorlatilag éjszaka is és nekünk a születéstől számítva 48 óránk van arra, hogy a mintát feldolgozzuk és lefagyasszuk. Először azonban arról kell döntenünk, hogy egyáltalán érdemes-e megőrizni. Erről a gyűjtött minta térfogata és az ún. magvas sejtszáma alapján határozunk” – tér rá szakértőnk a feldolgozás folyamatára. „Olyan minőségbiztosítási rendszerünk van, mely szerint a nagyon kis térfogatú és ezért terápiás értékkel nem rendelkező mintákat nem dolgozzuk fel. A gyakorlatban 50 ml felett javasoljuk a családoknak a megőrzést, és ha ezt az értéket az esetek 85 százalékában eléri a minta térfogata. Az átlagos minta 80-90 ml-es és szerencsére nagyon sok a kiemelkedően nagy, vagyis 120 ml feletti köldökzsinórvér is. Az ún. volumenredukciós feldolgozás lényege, hogy a vörösvérsejtek döntő többségét és a plazma egy részét eltávolítjuk a gyűjtött vérből, hiszen a vörösvérsejteknek nincs terápiás értékük, majd egy ún. krioprotektív oldattal keverjük össze és lefagyasztjuk. A tárolt minta tehát sokkal kisebb térfogatban, de nagyobb koncentrációban tartalmazza a legértékesebb sejteket: a fehérvérsejteket és az őssejteket. A minták feldolgozását részletesen dokumentáljuk és végül elkészítjük azt a jegyzőkönyvet, amely összefoglalja, hogy a tárolt minta milyen sejteket, milyen mennyiségben tartalmaz, és milyen a sejtek életképessége; hiszen ez alapján határozható meg a terápiás értéke.”

Vörösvérsejtek leválasztása plazmaprésben

Miért nem automatizált a feldolgozás? ”- fogalmazódik meg bennünk a kérdés, mert azt gondolnánk, hogy egy őssejtlaborban ez lenne a természetes. „Az automatizáltság nem azt jelenti, hogy magasabb színvonalú, csak annyit, hogy gépesített. Ha gépekkel dolgoznánk, akkor nyilván gyorsabban lehetne a fagyasztáshoz előkészíteni a mintákat, de egyben elveszne a minták egyedi jellege. Ahány minta, annyiféle és annyiféleképpen reagál a feldolgozásra. Például az édesanyák is jelentősen eltérő mennyiségű és összetételű infúziót kapnak a szülés előtt és alatt, ami megjelenik a gyűjtött mintában és nagyban befolyásolja a minta tulajdonságait. Nálunk képzett biológusok, zárt rendszerben, de kézzel (tehát kíméletesen) végzik a minták feldolgozását – pontosan ezért beszélhetünk mintára szabott feldolgozásról.”

Korábban a teljes köldökzsinórvér-mintát lefagyasztották, tehát nem távolították el belőle a vörösvérsejteket, így nem dolgoztak vele ennyit. Ezeket a mintákat azonban a felolvasztást követően nem lehet azonnal felhasználni, el kell távolítani a szétesett vörösvérsejteket és a nagy térfogatban hozzáadott fagyasztó oldatot is. A koncentrált minták ezzel szemben azonnal „bevethetők”, ezért terjedt el, sőt lett kifejezetten javasolt a minták fagyasztást megelőző feldolgozása.”

Évtizedekig is tárolhatják ezekben a tartályokban, -180 °C-on a mintákat.

Érezhetően hűvösebb a levegő a laboratóriummal közvetlenül szomszédos teremben, ahol 20 nagy fémtartályban, nagyságrendileg 40 000 család számára fenntartott minta pihen. Mélyfagyasztásban, folyékony nitrogén gőzében tartják a sejteket, miáltal azok anyagcseréje annyira lelassul, hogy voltaképpen nem öregszenek. A műszaki hátteret látva a krioprezerváció tehát komoly tudomány, hiszen élő sejtek fagyasztását kell úgy megoldani, hogy azok felolvasztás után tudják folytatni az életüket ott, ahol „átmenetileg” megszakadt. Dr. Száraz Leonóra azt is elárulja, hogy „ehhez ún. krioprotektív vegyületeket kell alkalmazni. Az egyik legelterjedtebb a dimetil-szulfoxid, amely képes a fagyasztás során a sejtekből kiáramló vizet 1:1 arányban helyettesíteni, valamint a fehérjék illetve a sejtmembránok stabilitását megőrizni és a sejten belüli jégkristály képződést megakadályozni.”

Ha megpróbáljuk átgondolni, hogy mi történik az élő sejtekkel, amikor védőoldatok nélkül lehűtjük, akkor annyit érdemes megjegyeznünk: „hogy az élő sejtben nincsenek kristálygócok, ebből fakadóan, ha a sejteket hűteni kezdjük, akkor először a környezetük víztartalma fog jéggé alakulni, így a környezet oldottanyag-tartalma töményedik, ami viszont folyamatosan vizet vesz el az élő sejttől. Ez a dehidratációs folyamat a sejt zsugorodását és a sejtfunkciók károsodását idézi elő, és így a felolvasztáskor a sejtek hiába kapják vissza a vizet, egyszerűen elpusztulnak.”

A tudományos igazgató a biztonságra is kitér: „Minden gépből kettő van, mégpedig azért, mert ha egyszer elindítunk egy fagyasztási folyamatot, akkor azt nem lehet megszakítani egy gép meghibásodása miatt, illetve a fagyasztás előtti szeparálási folyamatokban sem lehet fennakadás.”

Értékes biológiai mintákról van szó és olyan sejtbiológiai folyamatokról, amelyek nem engednek meg fölös időtöbbletek kényszerű beiktatását – de mi történik akkor, ha valaki szeretné felhasználni a mintát?

„Ha egy tárolt mintát kikér a család illetve a terápiás központ, akkor arról mindig időben értesülünk, mert egy mélyfagyasztott minta átszállítása nagy körültekintést igényel. Ha a beteg előkészítése is megtörtént a transzplantációra és képes befogadni a vérképző őssejteket, akkor a mintát vízfürdőbe helyezik és pár perc alatt felolvasztják. Ezt követően a minta gyakorlatilag azonnal felhasználható azon a módon, hogy infúziós folyadékkal keverik össze és közvetlenül a keringésbe juttatják. Innen a vérképző őssejtek hazatalálnak, és ha minden jól alakul, akkor helyreállítják a vérképzést és az immunrendszert” – zárja le a folyamatot Dr. Száraz Leonóra, a Krio Intézet tudományos igazgatója.

Írta és fényképezte: Sarusi István