Terapia COVID-19 przy wykorzystaniu komórek macierzystych. Przyszłość czy teraźniejszość?

Minęło ponad sto lat, odkąd w drugiej dekadzie XX wieku pandemia grypy, tzw. hiszpanki, doprowadziła do śmierci milionów ludzi na całym globie. W 2020 roku świat stanął w obliczu kolejnej pandemii.

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) nazwała nowego wirusa SARS-CoV-2 (z ang. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2), a związaną z nim chorobę jako Coronavirus Disease-19 (COVID-19). WHO podkreśla, że COVID-19 jest globalnym zagrożeniem dla zdrowia, wrogiem publicznym numer 1, potencjalnie potężniejszym niż terroryzm. COVID-19 po raz pierwszy wykryto w Chinach w listopadzie 2019 roku.

Z czym się mierzymy?

COVID-19 to przede wszystkim choroba układu oddechowego. U większości osób występuje gorączka, kaszel i duszność. U części pacjentów COVID-19 powoduje niedotlenienie, niewydolność wielonarządową lub zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS), mogące prowadzić do zgonu. Główną przyczyną występowania tych objawów jest ekstremalnie rozległy stan zapalny i rozregulowana odpowiedź immunologiczna.

Pod koniec 2020 roku na rynek trafiły pierwsze szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2. Wydają się być one najskuteczniejszą metodą prewencji zakażenia. Jednak pomimo wszelkich starań nie udało się dotychczas opracować skutecznych środków farmakologicznych do leczenia i kontrolowania przebiegu choroby, zwłaszcza problemów z oddychaniem. Czytaj więcej: Szczepienia i szczepionki w walce z pandemią.

Prowadzone są badania nad terapiami opartymi na mezenchymalnych komórkach macierzystych, głównie ze względu na ich zdolność do regeneracji tkanek, immunomodulacji, działania przeciwzwłóknieniowego i przeciwzapalnego. Czy współczesna medycyna jest już gotowa na zastosowanie tak innowacyjnej metody leczenia w przypadku COVID-19?

Jaka jest patogeneza COVID-19?

Czynnikiem wywołującym COVID-19 jest koronawirus SARS-CoV-2. Pełna sekwencja genomu SARS-CoV-2 została poznana i wykazuje 79,6% identyczności sekwencji z SARS-CoV, a na poziomie całego genomu jest w 96% identyczna z koronawirusem występującym u nietoperzy.

Rodzina koronawirusów

Koronawirusy powodują przede wszystkim infekcje dróg oddechowych i jelit. Mogą mieć poważne konsekwencje dla zdrowia publicznego: poza obecną pandemią COVID-19, koronawirusy były również odpowiedzialne za SARS i bliskowschodni zespół niewydolności oddechowej MERS – dwie poważne epidemie mające miejsce w ciągu ostatnich dwóch dekad. Uważa się, że rozprzestrzenianie się wirusa wśród ludzi zachodzi przez trzy główne mechanizmy przenoszenia: transmisji kontaktowej, kropelkowej i aerozolowej.

Objawy COVID-19

W przypadku większości pacjentów z zakażeniami COVID-19 początkowe objawy obejmują między innymi gorączkę, duszność, kaszel, bóle mięśni i ogólne złe samopoczucie. U niektórych pacjentów pojawiają się objawy żołądkowo-jelitowe, takie jak biegunka i nudności. W większości przypadków COVID-19 przejawia się jako choroba o nasileniu od łagodnego do umiarkowanego, a przy zachowawczym postępowaniu medycznym spodziewane jest całkowite wyleczenie. Jednak w grupie pacjentów wysokiego ryzyka: osób starszych oraz osób z chorobami towarzyszącymi, takimi jak nadciśnienie i cukrzyca, choroba może przyjąć ciężki przebieg. Mogą wystąpić zapalenie płuc, zespół ostrej niewydolności oddechowej (ARDS), niewydolnoś

wielonarządowa, kardiomiopatia, ostre uszkodzenie nerek, ostre uszkodzenie wątroby i wstrząs. Powikłania te zazwyczaj wymagają przyjęcia na oddział intensywnej terapii i włączenia tlenoterapii połączonej z wentylacją mechaniczną. W tej grupie śmiertelność związana z chorobą jest szczególnie wysoka.

Rola receptora ACE2

Zakażenie ludzkich komórek nabłonka pęcherzyków płucnych przez SARS-CoV-2 odbywa się za pośrednictwem receptora enzymu konwertującego angiotensynę typu II (ACE2). W początkowej fazie wirus identyfikuje receptor ACE2 przez swoje białko szczytowe S. Glikoproteina S1 odpowiada za pierwszy etap wnikania wirusa do komórki, glikoproteina S2 jest wykorzystywana podczas drugiej fazy – fuzji osłonki wirusa oraz komórki gospodarza. Fuzja odbywa się na zasadzie endocytozy.

Receptor ACE2 jest szeroko rozpowszechniony na powierzchni komórek człowieka, zwłaszcza płucnych komórek pęcherzykowych typu 2 (AT2) i komórek nabłonka naczyń włosowatych. Wykazano eksperymentalnie, że wirus może namnażać się nie tylko w obrębie płuc, ale również w komórkach nabłonka jelit – enterocytach, nerkach oraz naczyniach krwionośnych. Szpik kostny, węzły chłonne, grasica oraz śledziona nie wykazują ekspresji receptora ACE2. Odkrycia te sugerują, że terapia immunoglobulinami może odnieść skutek w leczeniu pacjentów z zakażeniem wirusem.

Seryna 2 i CD147 – udział we wnikaniu wirusa

Oprócz białka ACE2 istotnym czynnikiem patogenezy SARS-CoV-2 jest enzym seryna 2 (TMPRSS2). Proteaza TMPRSS2 aktywuje proces fuzji komórkowej wirusa. Badania wskazują, że zablokowanie TMPRSS2 może mieć istotne znaczenie w poszukiwaniu leków na COVID-19.

Stwierdzono również, że SARS-CoV-2 może wykorzystywać receptor białkowy CD147 jako dodatkową drogę inwazji komórek gospodarza, szczególnie w przypadku tkanek pozbawionych receptora ACE2. W badaniach in vitro zaobserwowano, że przeciwciała monoklonalne anty-CD147 blokują interakcję pomiędzy receptorem CD147, a glikoproteiną S wirusa SARS-CoV-2.