Mezenchymální kmenové buňky jsou zárodečné buňky mající díky svým vlastnostem schopnost přetvořit se v buňky jiné. Bylo ale zjištěno, že jsou také schopné ovlivňovat jiné buňky, hlavně buňky imunitního systému. To je důvod, proč se aktuálně zkoumá jejich využití k léčbě onemocnění Covid-19. Doposud publikované výsledky vypadají velmi slibně.

V současné době se hledají nové alternativy léčby onemocnění Covid-19. Ví se, že virus SARS-CoV-2 může v organismu hostitele vyvolat velmi intenzivní reakci imunitního systému, kdy dochází k nadměrné produkci mediátorů zánětu – cytokinů. To má za následek tzv. cytokinovou bouři, která může způsobit poškození orgánů následované otoky, poruchou plicní ventilace, syndromem akutní dechové tísně (ARDS) a dalšími komplikacemi, potenciálně vedoucími až k úmrtí. Doposud se k utlumení cytokinové bouře používají hlavně glukokortikoidy, které ale mají celou řadu nežádoucích účinků (osteoporóza, oslabení imunity). Proto se aktuálně zkouší terapie mezenchymálními kmenovými buňkami (MSCs), o kterých je známo, že mají tzv. imunomodulační schopnost, což znamená, že jsou schopny změnit rozsah imunitní reakce.

Pro imunitní reakci je důležitá komunikace mezi buňkami imunitního systému, kterou zajišťují již zmíněné cytokiny. Cytokiny produkované jedním typem buněk imunitního systému se specificky vážou na receptor jiného typu buněk imunitního systému, čímž dochází k přenosu informace: jak se má buňka chovat, jakou látku má uvolnit. Tady vstupují do hry MSCs, které dokážou uvolnit látku, která se naváže na příslušný receptor, čímž ho efektivně zablokuje, nedojde k předání informace
a cílová buňka žádnou látku neuvolní. Dále MSCs uvolňují látky, které ovlivňují buňky imunitního systému tak, že místo prozánětlivých faktorů uvolňují faktory protizánětlivé.

Dalším důvodem pro použití MSCs v terapii Covid-19 je skutečnost, že virus SARS-CoV-2 penetruje do hostitelské buňky tak, že se svým povrchovým S proteinem naváže na angiotensin I converting enzyme 2 receptor (ACE2) na jejím povrchu. ACE2 receptor se vyskytuje u většiny lidských buněk, nejvíce pak u buněk plicních sklípků a endotelu kapilár. A právě MSCs patří mezi výjimky, u kterých bylo pomocí genové exprese prokázáno, že tento receptor na svém povrchu nevytvářejí, tudíž do nich virus nemůže penetrovat.

Zveřejněné výsledky dvou studií, kde byly k terapii u pacientů ve vážném stavu po selhání jiných léčebných prostředků použity MSCs, ukazují, že u pacientů došlo v rozmezí dnů od aplikace k výraznému zlepšení zdravotního stavu. Snížily se hladiny mediátorů zánětu, počet bílých krvinek se vrátil k fyziologickému normálu a pacienti mohli být odpojeni od plicní ventilace. Zdá se tedy, že MSCs skutečně mohou výrazně snížit zánětlivou odpověď organismu a dále i napomáhají v obnově buněk a orgánů imunitního systému. V plicích vede aktivita MSCs k obnově epiteliálních buněk plicních sklípků a tím k obnově plicních funkcí. Navíc působí i proti rozvoji plicní fibrózy.

MSCs používané k buněčným terapiím pocházejí ve většině případů původem z kostní dřeně, ty se ovšem jeví vhodné primárně k léčbě lokálních problémů, neboť kostní dřeň není na MSCs tak bohatá. K léčbě systémového onemocnění jakým je Covid-19 jsou proto vhodnější MSCs z tukové tkáně, amnia či pupečníku.

Pupečníkové MSCs jsou pro buněčnou terapii Covid-19 nejperspektivnější z následujících důvodů:

1. Pupečníku je jeden z nejbohatších zdrojů MSCs, na rozdíl od ostatních tkání obsahujících MSCs se získává neinvazivními metodami.
2. Pupečníkové MSCs se velmi rychle dělí.
3. Transplantované pupečníkové MSCs nevyvolávají u příjemců imunologickou reakci, protože tvoří jen v malé míře (nebo vůbec ne) molekuly, které hlavní histokompatibliní komplex rozpoznává jako antigenní (cizí).

Vhodnost pupečníkových MSCs k buněčné terapii Covid-19 jen podtrhuje skutečnost, že z aktuálně sedmi běžících klinických studií zabývajících se využitím MSCs v terapii tohoto onemocnění čtyři zkoumají právě pupečníkové MSCs.

ATLURI, Sairam, Laxmaiah MANCHIKANTI a Joshua A. HIRSCH, 2020. Expanded Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells (UC-MSCs) as a Therapeutic Strategy In Managing Critically Ill COVID-19 Patients: The Case for Compassionate Use. Pain Physical Journal. 71-83. ISSN 2150-1149

LENG, Zikuan, Rongjia ZHU, Wei HOU, et al., 2020. Transplantation of ACE2- Mesenchymal Stem Cells Improves the Outcome of Patients with COVID-19 Pneumonia. Aging and disease. 11(2). DOI: 10.14336/AD.2020.0228. ISSN 2152-5250. Dostupné také z: http://www.aginganddisease.org/EN/10.14336/AD.2020.0228

LIANG, Bing, Junhui CHEN, Haiying WU, et al., 2020. Clinical remission of a critically ill COVID-19 patient treated by human umbilical cord mesenchymal stem cells. China

PROCKOP, Darwin J a Joo YOUN OH, 2012. Mesenchymal Stem/Stromal Cells (MSCs): Role as Guardians of Inflammation. Molecular Therapy. 20(1), 14-20. DOI: 10.1038/mt.2011.211. ISSN 15250016. Dostupné také z: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1525001616304452

PROMPETCHARA, Eakachai, Chutitorn KETLOY a Tanapat PALAGA, 2020. Immune responses in COVID-19 and potential vaccines: Lessons learned from SARS and MERS epidemic. Asian Pacific Journal of Allergy and Immunology. DOI: 10.12932/AP-200220-0772. ISSN 0125877X. Dostupné také z: http://apjai-journal.org/wp-content/uploads/2020/02/Covid_AP-200220-0772.pdf

SHETTY, Ashok K, 2020. Mesenchymal Stem Cell Infusion Shows Promise for Combating Coronavirus (COVID-19)- Induced Pneumonia. Aging and disease. 11(2), 462-464. DOI: 10.14336/AD.2020.0301. ISSN 2152-5250. Dostupné také z: http://www.aginganddisease.org/EN/10.14336/AD.2020.0301