Stem cells
and cord blood
Stem cells
Stem cells are primitive, non-specialized cells characterized by their limitless potential to proliferate and their unique ability to differentiate into specialized cells, leading to the formation of tissues. Their properties have been used to renew or replace damaged cells. Stem cells can be harvested, among others, from umbilical cord blood.
Bone marrow was the primary source of stem cells (bone marrow transplantation involves transplanting stem cells derived from the bone marrow), whereas nowadays umbilical cord blood stem cells are more frequently used for therapeutic purposes. Other sources include peripheral blood drawn from donors who underwent pharmacological mobilization.
Each living organism, through the course of its life, systematically produces new cells that subsequently mature and differentiate into more specialized cells. Eventually, these cells perish after a specific period of time, as inscribed in their genetic code. Specific stem cells are cells which directly replace the dead ones. All stem cells, even if their presence in the body is only transient, may be subdivided into four categories: totipotent, pluripotent, multipotent and unipotent. Multipotent cells include hematopoietic stem cells and the human umbilical cord blood is a good source of such cells.
Umbilical cord blood - collection and storage
Cord blood is the blood that remains in the umbilical cord and placenta after birth and cord clamping. It is a valuable source of stem cells. Until recently it was treated as "waste" and recycled together with the placenta and umbilical cord. Currently, it is collected to isolate stem cells for storage and subsequent use in therapy.
Stem cells from umbilical cord blood, like those from the bone marrow, may be transplanted to rebuild the hematopoietic and immune systems. These cells are characterized by greater efficacy than stem cells obtained from adult donors. They can be used both for autologous transplants (where the donor is the recipient of the collected cells) and allogeneic transplants (where the recipient receives cells from another person, e.g. family transplants).
Collecting umbilical cord blood is a simple and non-invasive procedure.
Umbilical cord blood collection is a simple activity. It is performed once the umbilical cord is cut and the blood is taken from the part of the umbilical cord that is connected to the placenta, so the process is entirely independent of the child.
Usually a trained midwife will collect the sample using a collection kit that was delivered to the hospital by the parents immediately before delivery. Following collection, it is picked up from the hospital and transported to the laboratory by a person authorized by the bank.
Banking umbilical cord blood
Umbilical cord blood may be stored virtually indefinitely, without fear of losing its valuable properties. At the PBKM laboratory, stem cells from umbilical cord blood are stored until needed.
Due to the advantages that umbilical cord blood cells offer over bone marrow cells, they are increasingly used in saving lives. Although stem cells from the bone marrow may be harvested throughout the whole life, cells collected from umbilical cord blood are much more valuable, as illustrated in the table:
|
Umbilical Cord Blood |
Bone Marrow |
|
|
Duration and ease of blood collection |
blood harvesting takes several minutes at childbirth, it is non-invasive and safe |
collection can take a minimum of 25-30 minutes to be performed, the collection procedure involves a puncture of the wings of the ilium under general anaesthesia |
|
Cross contamination risk |
cord blood is retrieved from placenta and umbilical vessels – which minimises the risk of contamination |
the donor is usually an adult who could be a symptomless carrier of viruses which could become active after the transplantation, risk of contamination exists |
|
Availability for transplantation |
cord blood is available after deposition in a transplant bank and awaits the recipient |
the marrow has to be harvested from a donor who, even if registered, is required to be present in order to confirm compatibility and collect the marrow, the donor must be in excellent health to allow the bone marrow harvest |
|
Growth potential |
greater proliferation capacity (cell multiplication, cellular rebirth) as opposed to bone marrow |
cells reduced capacity to proliferate in comparison to cord blood cells |
|
Compatibility between the donor and the recipient |
EASY – 6 Human Transplantation Antigens (HLA) are tested out of which only 4 are required to be compatible between the blood and its recipient |
EXTREMELY DIFFICULT – 10 Human Transplantation Antigens (HLA) undergo testing out of which 8 must be compatible between the bone marrow donor and the recipient |
|
Prospective donors |
cord blood can be retrieved only once throughout life – at birth |
theoretically any adult meets the criteria for becoming a bone marrow donor, registration is simple and inexpensive, however finding a matched donor available on specific dates may prove complicated |
|
Prospective recipients |
the average cord blood unit is suitable for recipient weighing approximately 40 kg, blood units can be combined, with bone marrow or peripheral blood |
bone marrow harvested from an adult will in general provide a sufficient supply of stem cells for a donor with 70-80 kg body weight |
|
Regeneration of the cardiovascular system |
cardiovascular system regeneration process following transplantation takes up to a month |
cardiovascular system regeneration process following transplantation takes up 2 weeks |
Umbilical cord tissue
Umbilical cord contains special stem cells called mesenchymal cells. They have slightly different properties than umbilical cord blood cells - they differentiate into other types of cells much more easily, e.g. into nervous cells, bone, cartilage.
Umbilical cord cells are called Wharton jelly cells. It is a specific tissue that surrounds umbilical vessels. The umbilical cord may be easily harvested following delivery. The procedure is non-invasive and painless for both the mother and the baby. A fragment (10-15 cm long) of the umbilical cord is cut and put into a special container by a doctor or midwife. At the laboratory, the umbilical tissue is examined, prepared and then frozen. Stem cells may also be isolated before freezing.
Pierwszym znanym źródłem komórek macierzystych jest szpik (na pewno słyszałeś kiedyś o przeszczepieniu szpiku kostnego – chodzi właśnie o przeszczepienie komórek macierzystych ze szpiku). Innym źródłem komórek macierzystych jest krew obwodowa. Obecnie coraz częściej wykorzystuje się do terapii komórki macierzyste pozyskane z krwi pępowinowej.
Komórki macierzyste wykorzystywane są do leczenia ponad 80 ciężkich chorób. Nieustannie prowadzone są badania nad wykorzystaniem komórek w nowych jednostkach chorobowych. Obecnie używane są głównie w hematologii, onkologii oraz neurologii. Choroby, które można leczyć za pomocą komórek macierzystych to m.in.: białaczka, wybrane nowotwory, choroby układu krwiotwórczego i odpornościowego, choroby metaboliczne i wiele innych. W ostatnich latach komórki macierzyste są z powodzeniem wykorzystywane w terapii spektrum autyzmu czy mózgowego porażenia dziecięcego.
Krew pępowinowa – pobranie i przechowywanie
Krew pępowinowa to krew, która zostaje w pępowinie i łożysku po narodzinach i po odpępnieniu dziecka. Jest ona cennym źródłem komórek macierzystych. Do niedawna była ona traktowana jako "odpad" i utylizowana razem z łożyskiem i pępowiną. Obecnie pobiera się ją w celu wyizolowania komórek macierzystych do przechowywania i późniejszego wykorzystania w leczeniu.
Komórki macierzyste z krwi pępowinowej, tak jak te ze szpiku, mogą być przeszczepiane w celu odbudowania układu krwiotwórczego i odpornościowego i wykazują przy tym większą skuteczność niż komórki macierzyste pozyskane od dawców dorosłych. Mogą być wykorzystywane zarówno do przeszczepów autologicznych (wtedy dawca jest biorcą pobranych komórek) jak i allogenicznych (biorca dostaje komórki od innej osoby, np. przeszczepy rodzinne).
Dzięki przewagom komórek z krwi pępowinowej nad komórkami ze szpiku, coraz częściej są one wykorzystywane w ratowaniu życia. Mimo, że komórki macierzyste ze szpiku można pobrać w trakcie całego życia, to komórki pobrane z krwi pępowinowej są znacznie cenniejsze. Odpowiedź znajdziesz w tabeli poniżej.
Sznur pępowinowy
Sznur pępowinowy zawiera specjalne komórki macierzyste tzw. komórki mezenchymalne. Posiadają one nieco inne właściwości niż komórki z krwi pępowinowej - znacznie łatwiej różnicują się w inne typy komórek, np. nerwowe, kostne, chrzęstne.
Komórki sznura pępowinowego nazywane są komórkami z galarety Whartona. Jest to specyficzna tkanka, która otacza naczynia pępowinowe. Sznur pępowinowy można w bardzo łatwy sposób pozyskać po porodzie. Zabieg jest nieinwazyjny i bezbolesny zarówno dla matki jak i dla dziecka. Lekarz lub położna odcina fragment (o długości 10 - 15 cm) pępowiny i umieszcza w specjalnym pojemniku. W laboratorium tkanka pępowiny jest badana i preparowana, a następnie zamrażana. Możliwe jest też wyizolowanie komórek macierzystych przed zamrożeniem.
What are the advantages of storing umbilical cord?
- MSC'S are used in medical therapeutic experiments for the treatment of such conditions as cerebral palsy, amyotrophic lateral sclerosis or articular cartilage damage
- MSC's may be transplanted together with umbilical cord blood cells where there is a relatively small number of hematopoietic stem cells from umbilical cord blood
- MSC's may be used for the treatment of the entire family (tissue compatibility requirements are not as restrictive as in the case of blood).
Pobranie krwi pępowinowej to prosty i nieinwazyjny zabieg
Pobranie krwi pępowinowej jest prostą czynnością. Wykonuje się je już po przecięciu pępowiny, a krew jest pobierana z tej części pępowiny, która jest połączona z łożyskiem, więc proces ten jest całkowicie bezpieczny dla dziecka i mamy.
Zazwyczaj pobranie wykonuje przeszkolona położna korzystając z zestawu pobraniowego dostarczonego do szpitala przez rodziców bezpośrednio przed porodem. Po pobraniu jest on odbierany ze szpitala i transportowany do laboratorium przez upoważnioną przez bank osobę.
Bankowanie komórek macierzystych z krwi pępowinowej i sznura pępowinowego
Komórki macierzyste z krwi pępowinowej i sznura pępowinowego można przechowywać praktycznie bezterminowo, bez obaw o utratę cennych właściwości. W laboratorium PBKM komórki macierzyste z krwi pępowinowej są przechowywane do momentu, kiedy zajdzie potrzeba ich użycia.
Zapraszamy do wirtualnego spaceru po naszym laboratorium
Sprawdź jak i gdzie przechowane są zamrożone komórki macierzyste:
Wirtualny spacer - Laboratorium
Wirtualny spacer - Kriostaty
Jak zabezpieczyć materiał biologiczny w PBKM?
Jeżeli chcesz bankować komórki macierzyste musisz zgłosić się do rodzinnego banku komórek macierzystych w celu podpisania umowy i uzyskania zestawu do pobrania krwi pępowinowej, który należy zabrać ze sobą na porodówkę. Podczas porodu zestaw należy przekazać położnej lub lekarzowi, którzy pobiorą krew pępowinową. Zarówno poród drogami natury, jak i przez cięcie cesarskie, umożliwia pobranie nawet po tzw. późnym odpępnieniu. Pobranie krwi pępowinowej jest bezpieczne i bezbolesne zarówno dla mamy, jak i dla dziecka. Po pobraniu krwi przez położną materiał jest odpowiednio zabezpieczany i transportowany do laboratorium, gdzie próbka badana jest w kierunku obecności wirusów, bakterii i grzybów. Komórki macierzyste po zbadaniu przechowywane są w oparach ciekłego azotu w temperaturze -196 stopni, dzięki czemu nie tracą swoich wyjątkowych właściwości i mogą zostać użyte w każdej chwili w przyszłości. W Polsce przeszczepień komórek macierzystych dokonuje się w kilku ośrodkach. Zajmują się tym m. in. ośrodki w Gdańsku, Bydgoszczy, Warszawie, Wrocławiu czy Krakowie. Co więcej, standardowe przeszczepienia są w Polsce refundowane przez Narodowy Fundusz Zdrowia.
