Autyzm: terapia komórkami macierzystymi

Ostatnie postępy w nowoczesnym obrazowaniu wykorzystującym projekcje mózgu w technologii PET-CT (pozytronowej tomografii emisyjnej przy użyciu wielorzędowego tomografu komputerowego) wykazały, że w mózgach dzieci z autyzmem istnieją pewne obszary, które nie funkcjonują prawidłowo. Podczas gdy metody rehabilitacji i pewne leki pomagają łagodzić niektóre objawy autyzmu, nie korygują one źródła problemu w mózgu. Terapia komórkami macierzystymi, dzięki ich zdolności do wytwarzania w mózgu pożądanych substancji chemicznych, takich jak czynnik wzrostu nerwów, zwiększających ukrwienie uszkodzonych obszarów, oraz dzięki temu, że komórki te przekształcają się w komórki mózgowe, inicjuje proces naprawy i regeneracji. Dlatego też terapia komórkami macierzystymi przynosi kliniczną poprawę, która nie była możliwa przy użyciu wcześniejszych metod. Artykuły naukowe publikowane w międzynarodowych czasopismach dowodzą, że terapia komórkami macierzystymi u dzieci z autyzmem jest bezpieczna i daje korzystne efekty.

Ta forma leczenia jest niezwykle prosta – polega na podaniu dziecku tylko dwóch zastrzyków (bez konieczności przeprowadzania poważnej operacji) – i nie towarzyszyły jej, jak dotąd, żadne znaczące nieodwracalne komplikacje neurologiczne.

Czym są komórki macierzyste?

Komórki macierzyste to szczególne komórki, które mogą wielokrotnie się namnażać i przekształcać w dowolny typ tkanki naszego ciała oraz mają zdolność docierania do uszkodzonych części ciała i naprawiania ich.

Istnieje wiele typów komórek macierzystych, ale zasadniczo można je podzielić na trzy grupy:

• embrionalne (zarodkowe) komórki macierzyste,
• pępowinowe komórki macierzyste,
• dojrzałe komórki macierzyste.

Embrionalne komórki macierzyste pochodzą z zarodka lub nienarodzonego płodu. Istnieje jednak wiele etycznych i medycznych zastrzeżeń co do ich stosowania. Dlatego obecnie nie używa się ich powszechnie.

Pępowinowe komórki macierzyste pobierane są z pępowiny, która łączy noworodka i matkę w trakcie życia wewnątrzmacicznego. Są one pobierane w trakcie porodu. Komórki macierzyste pobrane z pępowiny przechowuje się w różnych laboratoriach będących bankami krwi pępowinowej. Użycie tych komórek macierzystych nie budzi większych etycznych zastrzeżeń, jednakże może stanowić problem ich dostępność.

Dojrzałe komórki macierzyste można pobrać od tego samego pacjenta, z kości biodrowej lub z tkanki tłuszczowej. Są to najbezpieczniejsze i najczęściej używane obecnie komórki macierzyste, a ich dostępność nie stanowi problemu. Zaletą dojrzałych komórek macierzystych jest to, że skoro są one pobierane od samego pacjenta, z ich zastosowaniem nie wiążą się żadne poważniejsze efekty uboczne ani powikłania. Nie ma także zastrzeżeń etycznych co do ich wykorzystywania. My stosujemy wyłącznie dojrzałe komórki macierzyste i dalsze informacje w tym artykule odnoszą się do terapii dojrzałymi komórkami macierzystymi.

Jak przeprowadzana jest terapia komórkami macierzystymi?

W NeuroGen Brain and Spine Institute terapia składa się z trzech prostych kroków.

• Krok 1: Aspiracja szpiku kostnego (przeprowadzana w sali operacyjnej). Zabieg polega na wprowadzeniu igły w kość biodrową po zastosowaniu miejscowego znieczulenia, aby dziecko nie czuło bólu. Z wnętrza kości pobiera się 80–100 ml szpiku kostnego. Cała procedura trwa około 20 minut.
• Krok 2: Oddzielenie komórek macierzystych (przeprowadzane w laboratorium komórek macierzystych). Szpik kostny pobrany od dziecka przenosi się do laboratorium komórek macierzystych, gdzie komórki macierzyste oddziela się od pozostałych komórek szpiku. Trwa to około trzech godzin.
• Krok 3: Wstrzyknięcie komórek macierzystych (przeprowadzane w sali operacyjnej). Po zastosowaniu znieczulenia miejscowego bardzo cienką igłę wprowadza się w dolną część okolicy kręgosłupa dziecka i wstrzykuje się komórki macierzyste do płynu krążącego dokoła rdzenia kręgowego i mózgu (płynu mózgowo-rdzeniowego). W ten sposób podaje się około 50 milionów komórek. Procedura ta zajmuje około 20 minut. Wszystkie kroki procedury przeprowadza się tego samego dnia.

Wyniki kliniczne terapii komórkami macierzystymi

91% pacjentów, którzy przeszli terapię komórkami macierzystymi, wykazało funkcjonalną i kliniczną poprawę. Polegała ona na: 

• znaczącym spadku nadpobudliwości, 
• zwiększeniu kontaktu wzrokowego i czasu koncentracji,
• zmniejszeniu nieprawidłowego zachowania, 
• zdecydowanym spadku agresji,
• znaczącej poprawie porozumiewania się, 
• dużej poprawie kontaktów społecznych.

Poprawę odnotowano także przy pomocy różnych obiektywnych skal diagnostycznych, takich jak CARS, CGI, SAA. Ponadto podczas kontrolnego badania mózgu techniką PET-CT przeprowadzonego 6 miesięcy po terapii komórkami macierzystymi u wielu pacjentów zaobserwowano, że w obszarach mózgu, które przed leczeniem były uszkodzone, zaszła poprawa funkcjonowania.

Szczegółowa analiza poprawy u dzieci z autyzmem poddanych terapii komórkami macierzystymi

Przedstawiamy szczegóły poprawy zaobserwowane u 100 dzieci z autyzmem, które przeszły terapię komórkami macierzystymi. Spośród nich 91% wykazało kliniczną poprawę.

Terapia autyzmu komórkami macierzystymi - kliniczne (neurologiczne) przejawy poprawy

Nastąpiła redukcja nieprawidłowych zachowań stereotypowych, redukcja zachowań autostymulacyjnych, poprawa kontaktu wzrokowego, czasu koncentracji, mowy, umiejętności komunikacyjnych i kontaktów społecznych.

Przejawy poprawy zaobserwowane odnośnie do szeregu symptomów u pacjentów z autyzmem (n=100, procent wskazuje poprawę objawów):

• funkcje poznawcze i uczenie się – 42,50%; 
• mowa – 36,43%;
• wykonywanie poleceń – 47,56%; 
• codzienne czynności życiowe – 12,13%; 
• spadek nadpobudliwości – 45,54%; 
• czas koncentracji – 45,54%; 
• kontakt wzrokowy – 49,58%;
• porozumiewanie się –19,23%;
• zachowanie – 41,52%.

Ogólna poprawa zauważona u pacjentów cierpiących na autyzm poddanych terapii komórkami macierzystymi (razem 100):

• brak poprawy – 9,9%; 
• łagodna poprawa – 45,45%; 
• średnia poprawa – 29,29%; 
• znacząca poprawa – 17,17%.

Nadpobudliwość, kontakt wzrokowy i czas koncentracji u dzieci z autyzmem po leczeniu komórkami macierzystymi

Nadpobudliwość to objaw, który ulega najbardziej widocznej poprawie. U 54% dzieci stwierdzono znaczący spadek nadpobudliwości. Generalnie towarzyszyła mu poprawa kontaktu wzrokowego oraz dłuższy czas koncentracji. Elementy te razem pomagały w lepszym treningu małych pacjentów. Dziecko potrafiło siedzieć w jednym miejscu przez dłuższy czas i lepiej reagować na polecenia i naukę. To z kolei skutkowało lepszą wydajnością szkolną oraz zrozumieniem i funkcjami poznawczymi. U dzieci, które przyjmowały leki na nadpobudliwość, można było zmniejszyć podawane dawki. Ograniczenie stosowanego leku zalecał dotychczasowy lekarz pediatra sprawujący opiekę nad dzieckiem. Po redukcji dawki nie dochodziło do nasilenia nadpobudliwości.

Zachowania nieprawidłowe i autostymulacyjne a terapia komórkami macierzystymi

U niemal 52% dzieci stwierdzono redukcję nieprawidłowego zachowania. Według rodziców zmniejszyło się machanie rękami, nieadekwatny śmiech i płacz, używanie wulgaryzmów. Dzięki temu dzieci stały się bardziej opanowane. Podczas gdy u 31% zaobserwowano spadek zachowań autostymulacyjnych, u takiej samej liczby zaszła redukcja lub zaprzestanie zachowań autodestrukcyjnych. Zachowania agresywne także uległy ograniczeniu.

Porozumiewanie się dzieci autystycznych po terapii komórkami macierzystymi

Po terapii komórkami macierzystymi u wielu dzieci zaobserwowano poprawę komunikacji, zarówno werbalnej, jak i niewerbalnej. Jedno dziecko z autyzmem, które było niemal niewerbalne i krańcowo nadpobudliwe, po terapii komórkami macierzystymi wyciszyło się i zaczęło sygnalizować gestami swoje potrzeby. Zaczęło także werbalizować słowa dwusylabowe i krótkie zdania. Jego porozumiewanie się z rodzicami i siostrą na temat potrzeb i uczuć nadzwyczajnie się poprawiło. Ogólnie poprawę komunikacji werbalnej, rozumianą jako posługiwanie się mową i umiejętność przekazywania komunikatu za pomocą środków językowych, zauważono u 23% dzieci.

Wpływ terapii komórkami macierzystymi na interakcje społeczne dzieci z autyzmem

Redukcji nadpobudliwości towarzyszyło zwiększenie uwagi poświęcanej otoczeniu i jego świadomości. Doprowadziło to do poprawy kontaktów społecznych wraz ze zwiększeniem inicjatywy co do różnych aktywności, których wcześniej u tych dzieci nie obserwowano. Ogólnie u 20% dzieci zaszła poprawa umiejętności interakcji społecznej.

Terapia komórkami macierzystymi - poprawa według obiektywnych skal diagnostycznych

U wszystkich dzieci wykonano pomiar według SAA (Skali Diagnozowania Autyzmu), która określa ilościowo nasilenie objawów autyzmu i pozwala zmierzyć wiążącą się z nimi niepełnosprawność. Pomiaru dokonano przed terapią komórkami macierzystymi i pół roku po niej. Po terapii komórkami macierzystymi w wynikach zaszła znacząca zmiana. U niektórych pacjentów odnotowano ogromny spadek nasilenia symptomów autyzmu. Godny uwagi jest fakt, że troje spośród dzieci poddanych terapii przeszło z autyzmu ciężkiego do umiarkowanego, ośmioro – z umiarkowanego do łagodnego, a jedno w ogóle przestało prezentować objawy autyzmu.

Inną skalą używaną do monitorowania tych dzieci jest Skala Globalnej Oceny (Clinical Global Impression – CGI). Stosuje się ją jako narzędzie badań klinicznych do oceny ciężkości choroby oraz skuteczności i reakcji na interwencję/leczenie u pacjentów z autyzmem. Wyniki na tej skali także wykazały poprawę po terapii komórkami macierzystymi w porównaniu ze stanem przed. Dotyczyły one zakresu ciężkości zaburzeń i wskaźnika skuteczności. Wskazywała ona, że wdrożone leczenie było skuteczne.

Terapia komórkami macierzystymi - obiektywna poprawa wykazana podczas badań obrazowych mózgu (SPECT/PET-CT)

Większość dzieci z autyzmem ma ogólnie normalną morfologię mózgu obserwowaną podczas badania za pomocą rezonansu magnetycznego. Jednakże obrazowanie mózgu technologią SPECT/PET-CT, które ukazuje nieprawidłowości ukrwienia/metabolizmu mózgu, zaczyna być stosowane jako użyteczna metoda służąca identyfikowaniu dotkniętych obszarów oraz stopnia uszkodzeń.

Takie badania obrazowe przeprowadzono przed terapią komórkami macierzystymi i pół roku po niej. Poprawę kliniczną oraz zmiany na skalach diagnostycznych potwierdzają także zmiany uwidocznione na tomografii mózgu wykonanej techniką SPECT/PET-CT. Podany na ilustracji przykład ukazuje wynik badania PET-CT mózgu dziecka z autyzmem przed terapią komórkami macierzystymi i sześć miesięcy po niej. Widzimy tutaj zwiększony wychwyt fluorodeoksyglukozy (wskazujący na poprawę metabolizmu i aktywności funkcjonalnej) w następujących obszarach: zakręt skroniowy dolny, ciało migdałowate, zakręt wrzecionowaty (mózg społeczny), obustronne płaty czołowe, płaty skroniowe, ciemieniowe i potyliczne, obustronne płaty móżdżku, obustronne zwoje podstawy, hipokamp i parahipokamp.

Powyższe wyniki korelowały z redukcją nadpobudliwości, poprawą funkcji poznawczych, pojęcia koloru, kontaktów społecznych, świadomości otoczenia, fonacji, komunikacji z użyciem środków niewerbalnych/gestów. U tego samego dziecka zaobserwowano także zmiany na obiektywnych skalach diagnostycznych, takich jak Wee FIM (z 58 na 65) i SAA (ze 123 na 103).

Ryc. Obszary obniżonego metabolizmu i wychwytu fluorodeoksyglukozy uwidocznione są różnymi odcieniami koloru niebieskiego. Poprawiony metabolizm (strzałki), czyli zwiększony wychwyt fluorodeoksyglukozy, uwidoczniony jest na zaprezentowanej projekcji PET-CT jako więcej obszarów w kolorze zielonym. Wynik taki zaobserwowano pół roku po terapii komórkami macierzystymi

Autyzm a terapia komórkami macierzystymi - dyskusja

Chociaż autyzm to bardzo złożone zaburzenie neurorozwojowe, różne badania starały się zrozumieć podstawową patofizjologię autyzmu, czyli, mówiąc inaczej, jaka jest geneza autyzmu i jakie zmiany strukturalne i funkcjonalne towarzyszą mu w mózgu. Obecnie rozumiemy, że dwiema kluczowymi patologiami związanymi z autyzmem są hipoperfuzja tkanki nerwowej i rozregulowanie układu odpornościowego.

W pewnych określonych obszarach mózgu (przyśrodkowy obszar skroniowy oraz móżdżek) dopływ krwi jest obniżony, co z kolei może być przyczyną zmienionego funkcjonowania tych obszarów. W połączeniu z ogólnym brakiem równowagi w aktywności mózgu zjawisko to może odpowiadać za objawy związane z autyzmem. Na podstawie powyższej wiedzy wielu naukowców na całym świecie, takich jak Ichim i in. z USA oraz Siniscalco z Włoch (autorzy wielu naukowych przeglądów i publikacji), zdecydowanie podkreślało potencjał komórek macierzystych w leczeniu autyzmu.

Propozycje te sugerują, że silny potencjał angiogenetyczny komórek macierzystych, który może ułatwiać procesy przeciwdziałające degeneracji tkankowej, poprawić perfuzję dzięki angiogenezie i równoważyć stan zapalny dzięki regulacji immunologicznej, mógłby dawać korzystne efekty kliniczne u pacjentów z autyzmem. Inne postulowane dobroczynne efekty komórek macierzystych to silne działanie immunosupresyjne oraz efekty parakrynne stymulujące funkcję neuronów poprzez czynniki wzrostu, takie jak BDNF (neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego), VEGF (czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego), NGF (czynnik wzrostu nerwów) i PDGF (płytkopochodny czynnik wzrostu).

Dane naukowe potwierdzające skuteczność terapii komórkami macierzystymi – publikacje o światowym zasięgu

Pierwsze opublikowane badanie na świecie dostarczające klinicznych dowodów na rolę komórek macierzystych w autyzmie zakończono w 2013 r. w NeuroGen and Spine Institute. Jest to otwarte badanie słuszności koncepcji wewnątrzoponowego przeszczepu autologicznych komórek jednojądrzastych szpiku kostnego (BMMNCs) u 32 pacjentów z autyzmem i przeprowadzonej po nim terapii multidyscyplinarnej. Wszyscy pacjenci byli kontrolowani do 26 miesięcy (średnio 12,7). Do pomiaru wyników zastosowano Skalę Oceny Autyzmu Dziecięcego (CARS), Skalę Diagnozowania Autyzmu (SAA), Skalę Globalnej Oceny (CGI) i skalę Pomiaru Niezależności Funkcjonalnej (FIM/WeeFIM). Badania obrazowe przy użyciu pozytronowej komputerowej tomografii emisyjnej (PET-CT) zarejestrowały obiektywne, pożądane zmiany.

Ustalono, że spośród 32 pacjentów u 29 (91%) nastąpiła poprawa wyniku SAA, a 20 (62%) wykazało zmniejszenie nasilenia zaburzenia w skali CGI-I. Według CGI-II 96% pacjentów wykazało ogólną poprawę. Skuteczność zmierzono przy pomocy indeksu skuteczności CGI-III. Zgłoszono niewiele efektów ubocznych, łącznie z drgawkami u trzech pacjentów, które jednak miały charakter przejściowy i łatwo mogły być kontrolowane przy pomocy leków. Zachęcające wyniki przytoczonego wiodącego badania klinicznego wyznaczają przyszłe kierunki zastosowania terapii komórkowej w autyzmie.

Drugie badanie pochodzi z chińskiego Shenzhen Beike Bio-Technology Co. Badało ono bezpieczeństwo i skuteczność przeszczepu ludzkich pępowinowych mezenchymalnych komórek macierzystych (hUC-MSCs) oraz ludzkich jednojądrzastych komórek krwi pępowinowej (hCB-MNCs) u pacjentów z autyzmem. Badanie to objęło 37 pacjentów ze zdiagnozowanym autyzmem podzielonych na trzy grupy: grupę CBMNC (14 osób poddanych transplantacji CBMNC i terapii rehabilitacyjnej), grupę łączoną (9 osób poddanych transplantacji zarówno CBMNC, jak i UCMSC oraz terapii rehabilitacyjnej) i grupę kontrolną (14 osób poddanych jedynie terapii rehabilitacyjnej).

Przeszczepy polegały na wykonywaniu czterech dożylnych i wewnątrzoponowych wlewów komórek macierzystych raz w tygodniu. Bezpieczeństwo terapii oszacowano przy pomocy badań laboratoryjnych i klinicznej oceny efektów ubocznych. By ocenić efekt terapeutyczny przed leczeniem i po nim, zastosowano Skalę Oceny Autyzmu Dziecięcego (CARS), Skalę Globalnej Oceny (CGI) i Aberrant Behavior Checklist (listę zachowań odbiegających od normy – ABC). Nie stwierdzono żadnych znaczących problemów z bezpieczeństwem związanych z leczeniem i nie zaobserwowano żadnych poważnych efektów ubocznych. Pomiary CARS, ABC i CGI dały statystycznie znaczące różnice w obu grupach objętych leczeniem w porównaniu z grupą kontrolną 24 tygodnie po terapii (p < 0,05).

Uczeni zaangażowani w projekt doszli do wniosku, że transplantacja CBMNCs wykazała skuteczność w porównaniu z grupą kontrolną; jednakże połączenie CBMNCs i UCMSCs wykazało silniejsze działanie terapeutyczne od samego przeszczepu CBMNC. Podobne badania kliniczne warte wzmianki przeprowadzane były w Meksyku, Grecji i Ukrainie.