Стволовите клетки представляват нова възможност за лечение в медицината и фармацията. Стволовите клетки все повече се използват за лечение на много заболявания. Всъщност те са подтикнали нова ера на медицината, наречена регенеративна медицина. През последните години регенеративната медицина се превърна в нова революция в лечението на заболяванията, особено при употребата на лекарства от стволови клетки. Лекарствата със стволови клетки се отнасят до продукти, базирани на живи стволови клетки, които се използват като лекарства за определени заболявания. За разлика от трансплантацията на автоложни стволови клетки, лекарствата от стволови клетки са „готови” продукти, които са готови да бъдат използвани без изискване за по-нататъшни манипулации.

Този преглед цели да обобщи някои от одобрените лекарства със стволови клетки и да обсъди революцията на регенеративната медицина и персонализираната медицина. Освен това в тази статия ще се  обсъди как лекарствата със стволови клетки са довели до нова посока в терапията със стволови клетки, като предоставят нова платформа за нуждите на пациентите.

Стволовите клетки се считат за произход на растежа и развитието на човешките същества. Способността и относителната изолация, пролиферация и модификация на стволовите клетки доведоха до приложението им за лечение на редица заболявания. Днес има огромна потенциална полза от използването на стволови клетки при лечението на заболявания (така наречената терапия със стволови клетки). Към днешна дата има повече от 100 различни болести, които са били лекувани чрез трансплантация на стволови клетки. Първото приложение на хематопоетични стволови клетки (HSCs) през 1950 г. от Donald et al. показва, че стволовите клетки могат да се използват като лекарства за лечение на заболявания.

Клиничните приложения на хематопоетичните стволови клетки бързо нарастват, като все повече заболявания се лекуват с тях. От 1970 г. до 2000 г. всички трансплантации на стволови клетки (HSCT) бяха приложени за хематологични злокачествени заболявания. През последните години HSCTs се използват и при лечение на солидни тумори. 

Съвпадение на човешки левкоцитен антиген (HLA) е важен компонент за успешното трансплантиране на стволови клетки. Следователно, в първите години на трансплантации на стволови клетки, почти всички случаи са извършени като автоложна трансплантация на HSC. Стволовите клетки бяха събирани от костен мозък, кръв от пъпна връв или периферна кръв. Въпреки това, тази терапия има някои ограничения, особено по отношение на качеството и количеството на хематопоетичните стволови клетки. По-важното е, че автоложните HSC имат някои мутации в генома си, които ограничават употребата им при лечение на генетични заболявания. За да се преодолеят тези ограничения има известни предложения на учените- може да се контролира използването на избрани проби от HSC с по-добро качество и количество. С по-голяма характеристика на HSCs (включително HLA типизиране), стволовите клетки могат да бъдат комерсиализирани като фармацевтични продукти за трансплантация в САЩ, започвайки през 2000-те години. Ducord и HemaCord са две лекарства с хематопоетични стволови клетки , въведени около 2010 г. в САЩ. Въпреки това, тъй като съотношението HLA съвпадение е много ниско в човешката популация (около 1/100 000), бизнесът на този тип лекарства се развива бавно.

От 2012 г. досега лекарствата от стволови клетки напредват с продукти на базата на мезенхимни стволови клетки (MSC). Подобно на HSCs, в първите клинични приложения на MSCs, MSCs са прилагани като автоложна трансплантация. Наистина, HLA съвпадение, както и имунно отхвърляне се вземат предвид преди трансплантацията. Някои алогенни трансплантации на MSC използват имуносупресивни лекарства за предотвратяване или намаляване на имунното отхвърляне на присадените клетки в гостоприемника. Въпреки това, увеличаващите се проучвания потвърждават, че MSC проявяват силен имуномодулиращ капацитет, който може да регулира имунната система на гостоприемника; както и те показват ниска имуногенност в сравнение с  хематопоетичните стволови клетки (HSC) .

MSCs са трансплантирани на пациенти без имунна супресия и без HLA съвпадение с безопасност. Първото лекарство от стволови клетки, основано на MSC, беше официално одобрено от Агенцията по храните и лекарствата на Канада през 2012 г.

Какво представляват лекарствата от стволови клетки?

Под „лекарство“ се определя всяко вещество, различно от храната, което при вдишване, инжектиране, консумация, абсорбиране през пластир върху кожата или разтваряне под езика причинява физиологична промяна в организма. В фармакологията, лекарство (или фармацевтично лекарство) е вещество, използвано за лечение, излекуване, предотвратяване или диагностициране на заболяване или за насърчаване на благосъстоянието. Съгласно тази дефиниция, лекарството трябва да отговаря на някои критерии, като например да има показания за лечение на всяко заболяване и да е готово за употреба. Следователно, по дефиниция лекарствата от стволови клетки са готови продукти на базата на стволови клетки, които имат показание за лечение, излекуване, предотвратяване или диагностициране на заболяване или за насърчаване на благосъстоянието.

Като готови продукти, лекарствата от стволови клетки се използват в алогенната ( донорска) среда при трансплантация на стволови клетки. Съществуват ключови разлики между алогенната трансплантация на стволови клетки и лекарствата от стволови клетки. Най-голямата разлика между тях е, че лекарството от стволови клетки е продукт, докато алогенната трансплантация на стволови клетки е процедура. Освен това, първото е одобрено, като лекарство и последното е прието като медицинско изделие.

Лекарства със стволови клетки: от персонализирани до универсални

Персонализираната медицина заема все по-голямо място в диагностиката и лечението на различни заболявания, най-вече онкологичните. Благодарение на тези лекарства се постига по-голяма преживяемост за хората с тежки диагнози. Персонализираната медицина е медицинска процедура, която разделя пациентите на различни групи, като медицинските решения, практики, интервенции и / или продукти се приспособяват към отделния пациент въз основа на техния предвиден отговор или риск от заболяване. Стволовите клетки предлагат нов подход в персонализираната медицина. Всъщност определението за „персонализирана медицина“, използващо стволови клетки, се превърна в популярен термин през последните 10 години. Към днешна дата има поне 2 подхода, използващи стволови клетки в персонализираната медицина.

При трансплантацията на стволови клетки се използват автоложни стволови клетки от пациент за лечение на неговата или нейната болест. Въпреки това, намаляването на качеството и количеството на стволовите клетки, дължащо се на стареенето, е основно ограничение на този подход.

Въпреки това, след успеха с индуцирано производство на плурипотентни стволови клетки от фибробластите на кожата, учените се надяват, че персонализираната медицина ще доведе до по- големи клинични приложения с използване на индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs). IPSCs са допълнително диференцирани в специфични типове клетки преди трансплантация на пациенти. Към днешна дата този подход се сблъсква с много ограничения и се оказа доста труден. Дори ако всички технически трудности и ограничения, свързани с този подход, биха могли да бъдат решени в близко бъдеще, високата цена на тази процедура ще остане предизвикателство.

Лекарството със стволови клетки за универсална медицина се превърна в нова възможност в терапията със стволови клетки. Лекарствата със стволови клетки могат да преодолеят всички основни ограничения на автоложните стволови клетки. По-специално, качеството, количеството и цената могат да бъдат контролирани. Докато персонализираната медицина изисква повече време за развитие и е в известен смисъл форма на лекарство за „бъдещето“, универсализираната медицина е по-реална, тъй като „готовите“ лекарства от алогенни стволови клетки могат да бъдат използвани за много пациенти.

Лекарства със стволови клетки: лекарствени механизми и свойства

Лекарствата със стволови клетки се произвеждат основно от HSC и MSCs. Въпреки това, друг вид стволови клетки (лимбални стволови клетки) също могат да се използват за производството на някои продукти за регенерация на роговицата. Механизмите на действие на тези лекарства от стволови клетки са различни. Докато лекарствата на базата на HSC могат да регенерират хематопоетичната система при лекуваните пациенти (чрез насочване и диференциране към функционални клетки), лекарствата, базирани на MSC, обикновено са насочени към имунната система и улесняват излекуването на увредените места от паракринни или ендокринни фактори.

Лекарства на базата на хемопоетични стволови клетки

HSCs са стволови клетки, които могат да произвеждат кръвни клетки, включително бели кръвни клетки, червени кръвни клетки и тромбоцити, чрез процеса на хемопоеза. При възрастните, те се намират в костния мозък и поддържат кръвната система в тялото. Хематопоетичната тъкан съдържа клетки с дългосрочни и краткосрочни регенерационни възможности, както и отдадени мултипотентни, олигопотентни и унипотентни прародители. В днешно време HSC се откриват и предимно изолират от костния мозък, периферната кръв и кръвта на пъпната връв. Към днешна дата HSCTs са оценени при различни злокачествени и незлокачествени заболявания. Ролите на HSCs при злокачествени и незлокачествени заболявания се определят чрез насочване и диференциация на HSC в костния мозък, за да се образува нова система на хематогенеза. HSC проявяват силна имуногенност върху имунната система на гостоприемника. Следователно, HLA съвпадение е критично преди HSCT. Изискването за съвпадение на HLA, обаче, ограничава развитието и напредъка на HSC базирани лекарствени продукти от стволови клетки, тъй като в човешката популация има изключително ниско съответствие на HLA. Освен това е трудно да се предизвика пролиферация на стволови клетки in vitro, за да се увеличи количеството на клетките.

Лекарства на базата на мезенхимни стволови клетки

Prochymal  е първото лекарствено средство в света, използващо стволови клетки, като основна активна съставка. Разработен от Osiris Therapeutics, Prochymal® е медикамент за венозно вливане и съдържа мезенхимни стволови клетки, извлечени от костния мозък на здрави донори, на възраст между 18 и 30 години. След като са взети от костния мозък, стволовите клетки биват обработени по начин, позволяващ от един донор да бъдат създадени 10 000 дози от лекарството. Лекарството се употребява парентерално, без да има нужда от тъканна типизация и приемане на имуносупресори от страна на пациента. До момента,  Prochymal® е одобрен само в Канада, за лечение на деца с реакция на присадката срещу реципиента. По специалната Програма за разширен достъп до медикаменти във фаза на клинични проучвания, лекарството е на разположение, на лекарите в още осем страни, включително и САЩ. В момента текат клинични проучвания за приложението на Prochymal® и в други индикации, като болестта на Крон (рефрактерна  форма), състояние след прекаран инфаркт на миокарда и захарен диабет, тип 1.

МСК са благоприятни за клинични приложения на терапията със стволови клетки, поради техния многостранен потенциал за диференциране на линията. Стволовите клетки могат да бъдат диференцирани in vitro или in vivo в функционални клетки, които могат да заменят старите или увредените клетки.

Бъдещето на лекарствата от стволови клетки

През последните години проучванията на терапията със стволови клетки напреднаха от използването на цели стволови клетки към компоненти, получени от стволови клетки. Тези компоненти включват екстракти от стволови клетки, микровезикули и екзозоми, всички от които проявяват различни биологични активности.

Взети заедно, всички нови открития предполагат началото на нова ера на терапия със стволови клетки, т.е. лекарства от стволови клетки. Свободните лекарства от стволови клетки могат да играят потенциално важна и възникваща роля в регенеративната медицина.