V poslední době se do popředí výzkumu dostává vliv kmenových buněk na hojení ran, neboť vylučují množství protizánětlivých faktorů a mají schopnost přeměny v jiný buněčný typ.

Hojení ran je dobře zorganizovaný proces, kdy se postupně aktivuje nebo inhibuje řada faktorů. Jde o proces obnovování poraněné tkáně, což je jeden z nejdůležitějších terapeutických cílů. Tento proces se skládá ze tří fází. Prvním krokem je zánětlivá změna s aktivací vrozené imunity, po které následuje fáze proliferace, včetně fibroplazie, angiogeneze a nakonec reepitelizace.

Hojení ran je komplexní proces a probíhá různě podle typu rány. Proces se liší dle rozsahu, velikosti a lokalizace rány a také dle prvotního ošetření a kontaminace. Hojení je velmi závislé na faktorech, jako je věk a zdravotní stav. V tomto procesu se tvoří granulační tkáň, která postupně přechází v tkáň zjizvenou. Délka trvání hojení je také různá dle typu rány. Může trvat pár týdnů, ale také několik měsíců. Obecně se hojí hůře rány na končetinách a ty, které zasahují do hlubších vrstev.

K regeneraci poškozené tkáně mohou být použity tkáňové kmenové buňky a embryonální kmenové buňky. Z hlediska etických problémů je však využití embryonálních kmenových buněk v klinické aplikaci limitováno. U ran způsobených popáleninou se předpokládá využití tkáňových kmenových buněk, zejména buněk mezenchymálních. Tyto buňky lze získat například z tukové tkáně, pupečníkové krve či pupečníkové tkáně a kostní dřeně. Regenerace popálenin může být dosažena jak po autologní, tak po alogenní transplantaci mezenchymálních kmenových buněk.

Z proběhlých studií je již známo, že mezenchymální kmenové buňky z kostní dřeně se mohou in vitro diferencovat ve fibroblasty a epidermální buňky. V kombinaci s vhodným nosičem poté signifikantně urychlují hojení kožní rány in vivo. Kmenové buňky získané z tukové tkáně mají vliv na podporu proliferace dermálních fibroblastů a reepitelizaci kožních ran. Pupečníkové kmenové buňky jsou zase schopny diferenciace v keratinocyty in vitro.

V průběhu hojení je také nezanedbatelný parakrinní efekt tkáňových kmenových buněk. Mezenchymální kmenové buňky získané z kostní dřeně jsou schopny transkripce kolagenu typu I a III, zatímco buňky rány pouze kolagenu typu I. U kmenových buněk z tukové tkáně je parakrinní efekt popsán také. Tyto buňky podporují proliferaci dermálních fibroblastů přímým kontaktem buněk a indukovanou parakrinní aktivací, což má za následek významné urychlení reepitelizace při hojení ran. Ve studiích o parakrinním efektu mezenchymálních kmenových buněk je zmíněno, že tkáňové kmenové buňky jsou v průběhu opravy tkáně schopny měnit mikroprostředí tkáně cestou sekrece solubilních faktorů významněji než svou multipotentní diferenciací.

V procesu hojení je taktéž důležitá regulace imunitní a zánětlivé odpovědi. Tuto vlastnost mají tkáňové kmenové buňky také. Z proběhlých pokusů na potkanech je známo, že aplikace autologních a alogenních mezenchymálních kmenových buněk na povrch hlubokých popálenin zmenšuje zánětlivou buněčnou infiltraci v ráně a urychluje novotvorbu granulační tkáně.

Po poranění kůže jsou multipotentní kmenové buňky mobilizovány z kostní dřeně do krevního oběhu, odkud poté migrují do místa poranění. V místě poranění poté regulují proliferaci a migraci epiteliálních a dermálních mezenchymálních kmenových buněk v průběhu časné fáze zánětu.

Závěr

K hojení ran přispívají kmenové buňky svými schopnostmi multipotence, parakrinního efektu a modulace imunitní odpovědi. Proto je léčba kmenovými buňkami velmi slibným prostředkem k hojení ran, v budoucnu obzvláště těch způsobených popáleninami.

Zdroje:

Fathke C, Wilson L, Hutter J, Kapoor V, Smith A, Hocking A, Isik F (2004): Contribution of bone marrow–derived cells to skin: collagen deposition and wound repair. Stem cells, 22(5), 812-822.

He L, Nan X, Wang Y, Guan L, Bai C, Shi S, Yuan H, Chen L, Pei X (2007): Full-thickness tissue engineered skin constructed with autogenic bone marrow mesenchymal stem cells. Science in China Series C: Life Sciences, 50(4), 429-437.

Maxson S, Lopez EA, Yoo D, Danilkovitch-Miagkova A, LeRoux MA (2012): Concise review: role of mesenchymal stem cells in wound repair. Stem cells translational medicine, 1(2), 142-149.

Phinney DG, Prockop DJ (2007): Concise review: mesenchymal stem/multipotent stromal cells: the state of transdifferentiation and modes of tissue repair—current views. Stem cells, 25(11), 2896-2902.

Kamolz LP, Kolbus A, Wick N, Mazal P, Eisenbock B, Burjak S, Meissl G (2006): Cultured human epithelium: human umbilical cord blood stem cells differentiate into keratinocytes under in vitro conditions. Burns, 32(1), 16-19.