Τα βλαστοκύτταρα είναι μη διαφοροποιημένα κύτταρα ικανά για αυτοανανέωση και διαφοροποίηση, με αποτέλεσμα να μπορούν να συμβάλουν στην ανάπλαση και διόρθωση των ιστών. Η ικανότητα διαφοροποίησης και αναγέννησης ιστών που διαθέτουν εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το γύρω περιβάλλον.
Αρκετές προκλινικές και κλινικές δόκιμες έχουν χρησιμοποιήσει βλαστοκύτταρα για την αντιμετώπιση ουρολογικών διαταραχών. Παρακάτω συνοψίζονται τα αποτελέσματα μελετών αναφορικά με τη χρήση βλαστοκυττάρων στη θεραπεία καλοήθων ουρολογικών νοσημάτων, όπως είναι η στυτική δυσλειτουργία, η νόσος Peyronie, η υπογονιμότητα και η ακράτεια ούρων.
Αν και πρόκειται για αδιαφοροποίητα κύτταρα, οι επιστήμονες τα έχουν ταξινομήσει σε κάποιες κατηγορίες ανάλογα με την ικανότητα διαφοροποίησής τους. Η πρώτη κατηγορία με τη μεγαλύτερη ικανότητα διαφοροποίησης είναι τα ολοδύναμα, τα οποία μπορούν να διαφοροποιηθούν σε οποιονδήποτε τύπο ιστού. Ένα παράδειγμα είναι το ζυγωτό, το γονιμοποιημένο δηλαδή ωάριο. Τα πολυδύναμα, από την άλλη, μπορούν να διαφοροποιηθούν σε οποιοδήποτε κύτταρο, αλλά δεν μπορούν να σχηματίσουν έμβρυο και εμβρυϊκό ιστό όπως είναι η τροφοβλάστη. Μόνο τα ολοδύναμα έχουν αυτή την ικανότητα. Η τρίτη κατηγορία, τα πλειοδύναμα κύτταρα, μπορούν να διαφοροποιηθούν σε κυτταρικούς τύπους συγκεκριμένων οργάνων. Ένα καλό παράδειγμα πλειοδύναμων βλαστοκυττάρων είναι τα μεσεγχυματικά. Τα μονοδύναμα, από την άλλη, μπορούν να διαφοροποιηθούν μόνο σε έναν τύπο κυττάρου στα επιθηλιακά κύτταρα. Τέλος, τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα είναι αναπρογραμματισμένα σε περιβάλλον εργαστήριου κύτταρα, ώστε να εκφράζουν γονίδια που είναι παρόντα σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα, με αποτέλεσμα να συμπεριφέρονται όπως αυτά και να διαφοροποιούνται σε κύτταρα όλων των οργάνων και των ιστών.
Όταν μια βλάβη συμβεί σε έναν ιστό, τα βλαστοκύτταρα του οργανισμού που υπό φυσιολογικές συνθήκες είναι ανενεργά ενεργοποιούνται, διαιρούνται και διευκολύνουν την αναγέννηση του τραυματισμένου ιστού. Στη λειτουργία αυτή συμβάλλει καθοριστικά το περιβάλλον των βλαστοκυττάρων, γνωστό και ως φωλεά. Οι φυσικοχημικές ιδιότητες της φωλεάς, όπως είναι η εγγύτητα στην κυκλοφορία του αίματος, η ύπαρξη κάποιων κυτοκινών και αυξητικών παραγόντων και η χαμηλή πίεση του οξυγόνου επιτρέπουν την κατάλληλη αλληλεπίδραση μεταξύ των βλαστοκυττάρων, των γειτονικών στρωματικών και επιθηλιακών κυττάρων και της εξωκυτταρικής στοιβάδας.
Η στυτική δυσλειτουργία (ΣΔ) ορίζεται ως η αδυναμία ενός άνδρα να εχει και να διατηρήσει μια στύση ικανή για συνουσία. Μπορει να διαταράξει τόσο την ποιότητα ζωής του άνδρα όσο και τη σχέση με τη σύντροφο. Εμφανίζεται στο 20% των ανδρών άνω των 40 με συχνότερη εμφάνιση στις μεγαλύτερες ηλικίες. Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες θεραπείες, όπως η χορήγηση αναστολέων της φωσφοδιεστεράσης τύπου 5, οι ενδοσηρραγγώδεις ενέσεις και το χειρουργείο. Παρά την αποτελεσματικότητά τους, όμως, υπάρχουν περιορισμοί που σχετίζονται με τη διαφορετική ανταπόκριση στα φάρμακα, τις παρενέργειες, το κόστος και το γεγονός ότι δεν είναι όλοι οι ασθενείς ικανοποιημένοι από το θεραπευτικό αποτέλεσμα. Στην πραγματικότητα οι θεραπείες αυτές αντιμετωπίζουν τα συμπτώματα, αλλά δεν παρέχουν πλήρη ίαση. Η θεραπεία με βλαστοκύτταρα ανταποκρίνεται ακριβώς στην ανάγκη μιας ριζικής θεραπείας της ΣΔ. Για να κατανοηθεί καλύτερα η προοπτική της επιτυχούς αντιμετώπισης της ΣΔ με βλαστοκύτταρα, είναι σημαντικό να επισημανθούν οι αιτιολογικοί παράγοντες και οι διαφορετικοί μηχανισμοί που οδηγούν στην εκδήλωσή της.
Κατ’ αρχάς η αύξηση της ηλικίας συνδέεται με αυξημένη αντίσταση της αιματικής ροής στο πέος και με μειωμένη ανταπόκριση στο νευρικό ερεθισμό των ενδοσηρραγγωδών σωμάτων. Επιπλέον, τα επίπεδα του οξειδίου του αζώτου μειώνονται, προκαλώντας ενδοθηλιακή δυσλειτουργία. Η γήρανση μπορεί επίσης να επιφέρει δομικές αλλαγές όπως είναι η αντικατάσταση των μαλακών μυών με ίνες κολλαγόνου και ο εκφυλισμός των ελαστικών ινών. Το μεταβολικό σύνδρομο είναι επίσης βασικός αιτιολογικός παράγοντας της ΣΔ και περιλαμβάνει την εμφάνιση σακχαρώδους διαβήτη, παχυσαρκίας και δυσλιπιδαιμίας. Συνδέεται με μειωμένα επίπεδα νιτρικού οξειδίου και υποκείμενη νευρική και ενδοθηλιακή δυσλειτουργία.
Επιπροσθέτως, η στυτική δυσλειτουργία εμφανίζεται συχνά μετά από ριζική προστατεκτομή λόγω τραυματισμού των νεύρων. Ακόμα κι εάν το χειρουργείο διεξαχθεί με διαχωρισμό και διάσωση των νευρών, στο 20% των ασθενών εμφανίζουν ΣΔ στα δύο χρόνια μετά το χειρουργείο. Αυτό μπορεί να οφείλεται στη νευροπραξία, στην απόπτωση των μυϊκών κύτταρων, στη μειωμένη παράγωγη οξειδίου του αζώτου και σε ίνωση του πέους. Η ακτινοθεραπεία για τη θεραπεία του καρκίνου του προστάτη μπορει επίσης να οδηγήσει σε ΣΔ με παρόμοιο μηχανισμό.
Λαμβάνοντας υπόψη τους παραπάνω μηχανισμούς, έχουν μελετηθεί διαφορετικοί τύποι βλαστοκυττάρων για τη θεραπεία της ΣΔ. Τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα έχουν καλά αποτελέσματα στην αντιμετώπιση της νευρογενούς ΣΔ, εγείρονται όμως διαφορά ηθικά ζητήματα αναφορικά με τη χρήση τους σε ερευνητικό επίπεδο. Μια μελέτη έδειξε ότι τα προγεννητικά επιθηλιακά βλαστοκύτταρα που έχουν τροποποιηθεί με αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα βελτίωσαν τη στυτική λειτουργία σε διαβητικούς αρουραίους. Αρκετές προκλινικές μελέτες έχουν επίσης δείξει καλά αποτελέσματα αναφορικά με τη χρήση βλαστοκυττάρων από μυελό των οστών σε αρουραίους με ΣΔ που οφειλόταν σε διαβήτη, τραυματισμό νεύρου ή γήρανση. Μια άλλη μελέτη χρησιμοποίησε βλαστοκύτταρα από σκελετικούς μυς, τα οποία λαμβάνονται εύκολα με μυϊκή βιοψία, και βρήκε ότι μετριάζουν τα συμπτώματα της ΣΔ σε ηλικιωμένους αρουραίους και σε αρουραίους με τραυματισμό ενδοσηρραγγωδών νεύρων. Έχει βρεθεί, επίσης, ότι τα βλαστοκύτταρα από νευρική ακρολοφία έχουν τη δυνατότητα να διαφοροποιηθούν σε κύτταρα μαλακών μυών και σε ενδοθηλιακά κύτταρα στο πέος αρουραίων.
Ο τύπος βλαστοκυττάρων που χρησιμοποιούνται συχνότερα είναι αυτά που προέρχονται από τον λιπώδη ιστό. Έχει βρεθεί ότι αντιμετωπίζουν τη στυτική λειτουργία τόσο προάγοντας την αγγειογένεση όσο και μέσω της άμεσης μετατροπής τους σε κύτταρα μαλακών μυών, ενδοθηλιακά και νευρικά κύτταρα, καθώς και με την απελευθέρωση διεγερτικών κυτοκινών όπως είναι ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας και ο αυξητικός παράγοντας ινοβλάστης. Έχουν επίσης μελετηθεί βλαστοκύτταρα από τα ανθρώπινα ούρα και τους όρχεις.
Η αποτελεσματικότητα της θεραπείας με βλαστοκύτταρα στην αντιμετώπιση της ΣΔ μπορει να βελτιωθεί τροποποιώντας ορισμένα χαρακτηριστικά των κύτταρων είτε μέσω χειρισμού των γονίδιων τους είτε ενισχύοντας τα με αυξητικούς παράγοντες και άλλες ουσίες. Το θεραπευτικό αποτέλεσμα της ένεσης με βλαστοκύτταρα μπορει επίσης να εξαρτάται από τη μεταφορά τους στο σημείο τραυματισμού. Έχουν προταθεί διαφορετικοί τρόποι χορηγήσεως της θεραπείας. Η ενδοφλέβια έγχυση βλαστοκυττάρων από λιπώδη ιστό εχει δείξει καλά αποτελέσματα στην αντιμετώπιση της ΣΔ. Επίσης η ενέσιμη χορήγησή τους στα σηραγγώδη σώματα είναι εύκολη και αποτελεσματική. Η αποτελεσματικότητα τους οφείλεται είτε στην απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων στην κυκλοφορία του αίματος είτε στη μεταφορά τους στα μείζονα πυελικά γάγγλια. Η ένεση άμεσα στα μείζονα πυελικά γάγγλια δεν εχει μελετηθεί επαρκώς εξαιτίας της δυσκολίας διεξαγωγής της. Η περιπροστατική έγχυση εχει επίσης δοκιμαστεί όπως και η ενδοπεριτοναϊκή, η οποία όμως είχε λιγότερο καλά αποτελέσματα στην αποκατάσταση της στυτικής λειτουργιάς σε ποντίκια με τραυματισμό των σηραγγωδών νεύρων.
Η νόσος Peyronie είναι μια νόσος του συνδετικού ιστού που προσβάλλει τον λευκό χιτώνα του πέους και χαρακτηρίζεται από εκτεταμένη ίνωση και σχηματισμό πλακών. Μπορει να προκαλέσει παραμόρφωση του πέους και πόνο κατά τη συνουσία, με αρνητικές επιπτώσεις στη σεξουαλική ικανοποίηση, στη συντροφική σχέση, αλλά και στην ποιότητα ζωής. Η ακριβής παθογένεση δεν είναι γνωστή. Η πιο ευρέως αποδέκτη θεωρία είναι αυτή που υποστηρίζει ότι οφείλεται σε αλλεπάλληλους μικροαγγειακούς τραυματισμούς του πέους ενώ είναι σε στύση, οι οποίοι οδηγούν σε σταδιακή ίνωση. Κάποιες μελέτες σχετίζουν τον αγγειακό τραυματισμό με τον σχηματισμό οστεώδους ιστού μέσω κυττάρων που μοιάζουν με οστεοβλάστες και προέρχονται από τη αγγειακή κοιλότητα. Πιο πρόσφατες δημοσιεύσεις αναφέρουν την ενεργοποίηση ορισμένων γονιδίων υπεύθυνων για την ασβεστοποίηση των πλακών. Σύμφωνα με μια άλλη θεωρία, η νόσος οφείλεται στην υποξία των ενδοσηρραγγωδών σωμάτων το οποίο οδηγεί στην ίνωση. Επίσης, ο αυξητικός παράγοντας TGF β1 μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή κολλαγόνου από τους ινοβλάστες και τους μυοϊνοβλάστες στην ανάπτυξη των πλακών της νόσου Peyronie.
Σε γενικές γραμμές, η παρατεταμένη φλεγμονή προκαλεί τον σχηματισμό πυκνών ινωδών πλακών, οι οποίες ενδέχεται να ασβεστοποιηθούν ή και να οστεοποιηθούν. Ο ακριβής μηχανισμός ωστόσο δεν είναι γνωστός.
Η αναγεννητική ουρολογία είναι μια νέα μέθοδος με πιθανά οφέλη στη θεραπεία της νόσου Peyronie. Χρησιμοποιεί μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα τα οποία είναι πολυδύναμα, εύχρηστα και χωρίς τα ηθικά ζητήματα που προκύπτουν από τη χρήση εμβρυικών βλαστοκυττάρων. Επίσης, δίνεται η δυνατότητα χρησιμοποίησης αυτόλογων κυττάρων, αποφεύγοντας έτσι προβλήματα αντιγονικής ασυμβατότητας. Συχνότερα μάλιστα χρησιμοποιούνται τα βλαστοκύτταρα του λιπώδους ιστού, καθώς είναι άφθονα και εύκολα προσβάσιμα. Ο ακριβής μηχανισμός δράσης τους παραμένει άγνωστος. Μπορει να διαφοροποιούνται και να αντικαθιστούν τον κατεστραμμένο ιστό, να αυξάνουν τοπικά την παραγωγή κυτοκινών και αυξητικών παραγόντων, να μειώνουν τη φλεγμονή και το οξειδωτικό στρες. Σύμφωνα μάλιστα με ένα ενδιαφέρον ερευνητικό εύρημα, τα βλαστοκύτταρα του λιπώδους ιστού φαίνεται να μετακινούνται στο σημείο του τραυματισμού ως απόκριση σε σινιάλο κυτοκινών. Η θεραπεία με βλαστοκύτταρα λιπώδους ιστού σε αρουραίους εμπόδισε την εμφάνιση της νόσου Peyronie, μειώνοντας τις διαταραχές του κολλαγόνου και της ελαστίνης. Τα ευρήματα αυτά αποτελούν τη βάση για μελλοντική ερεύνα σε ανθρώπους με στόχο την πρόληψη της εμφάνισης της νόσου.
Μια από τις βασικές αιτίες της υπογονιμότητας είναι η αντικαρκινική θεραπεία σε μορφή χειρουργείου, χημειοθεραπείας, ανοσοθεραπείας ή ακτινοθεραπείας που ενδέχεται να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στα γεννητικά κύτταρα καθώς και σε σωματικά που συμβάλλουν στην επιβίωση και ωρίμανση των γεννητικών όπως είναι τα κύτταρα Leydig και Sertoli. Ο βαθμός καταστροφής εξαρτάται από τον τύπο του καρκίνου, την ηλικία και τον τύπο θεραπείας. Οι κυτταροτοξικές θεραπείες διαταράσσουν τη σπερματογένεση καθώς στοχεύουν στα σπερματογονικά βλαστοκύτταρα.
Η απομόνωση και κρυοσυντήρηση σπερματογονικών βλαστοκυττάρων από τους όρχεις αγοριών που δεν έχουν μπει ακόμα στην ήβη πριν από την υποβολή τους σε κυτταροτοξική θεραπεία, μπορεί να δώσει τη δυνατότητα τεκνοποίησης στο μέλλον. Αυτή η τεχνική απαιτεί τη βιοψία όρχεως και σε δεύτερη φάση την κρυοσυντήρηση. Στη συνέχεια τα σπερματογονικά βλαστοκύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για σπερματογένεση in vitro είτε για αυτόλογη μεταμόσχευση στους όρχεις του ασθενούς. Πρόκειται για μια διαδικασία που εχει διεξαχθεί επιτυχώς σε αρκετά πειραματικά μοντέλα με ζώα.
Ως ακράτεια ούρων ορίζεται η μη ηθελημένη απώλεια ούρων. Επηρεάζει 20 εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως. Μέχρι την ηλικία των 80 ετών οι γυναίκες την εμφανίζουν 2-3 φορές συχνότερα, ενώ μετά από αυτή την ηλικία δεν υπάρχουν διαφορές μεταξύ των δύο φύλων. Περίπου οι μισές γυναίκες άνω των 20 ετών θα εμφανίσουν κάποια στιγμή ακράτεια ούρων, και στο 50% αυτών των περιπτώσεων πρόκειται για ακράτεια από προσπάθεια. Άλλοι τύποι ακράτειας ούρων περιλαμβάνουν την ακράτεια από έπειξη και τη μικτού τύπου ακράτεια. Η λήψη φαρμακευτικής αγωγής συνήθως δε είναι αποτελεσματική στη βελτίωση της ακράτειας από προσπάθεια και χρειάζεται χειρουργική επέμβαση. Υπάρχει λοιπόν αυξημένη ανάγκη για αποτελεσματικές και λιγότερο παρεμβατικές θεραπευτικές επιλογές. Η θεραπεία με βλαστοκύτταρα λοιπόν στην περίπτωση αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη επιλογή.
Η ουρήθρα είναι μια δομή που αποτελείται από πολλά στρώματα, όπως είναι το επιθήλιο, ο συνδετικός ιστός, οι μαλακοί και ραβδωτοί μύες, καθώς και τα μικρά αιμοφόρα αγγεία. Σε πειραματικά μοντέλα ακράτειας ούρων με ζώα βρέθηκε ότι υπήρχε σημαντική μείωση των κυττάρων των μαλακών και ραβδωτών μυών της ουροδόχου κύστης και, καθώς τα βλαστοκύτταρα μπορούν να διαφοροποιηθούν και στα δύο είδη μυών, έχουν χρησιμοποιηθεί σε διάφορες μελέτες. Επιπλέον, τα βλαστοκύτταρα εκκρίνουν μυογενετικούς και αγγειογενετικούς αυξητικούς παράγοντες, ενισχύοντας περαιτέρω την αναγεννησιακή τους ιδιότητα. Τα βλαστοκύτταρα του λιπώδους ιστού βρέθηκε ότι βελτιώνουν τον συνδετικό ιστό της ουρήθρας, πιθανόν μέσω της παραγωγής και της επεξεργασίας του κολλαγόνου και της ελαστίνης.
Η αρχική ιδέα πίσω από τη θεραπεία με βλαστοκύτταρα για την αντιμετώπιση της ακράτειας ούρων από πίεση περιλάμβανε τη χρήση σκελετικών μυοβλαστών για την αντικατάσταση του ανεπαρκούς σφιγκτήρα της ουρήθρας. Η ιδέα αυτή εξελίχτηκε με τη χρήση βλαστοκυττάρων για την αντικατάσταση των μυοβλαστών και πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιηθήκαν βλαστοκύτταρα από σκελετικούς μυς. Αυτός ο τύπος βλαστοκυττάρων χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά μέχρι το 2010. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν βλαστοκύτταρα από μυελό των οστών ή από αίμα του ομφάλιου λώρου και πιο πρόσφατα άρχισαν να χρησιμοποιούνται και τα βλαστοκύτταρα από λιπώδη ιστό. Όλοι οι τύποι είχαν καλά αποτελέσματα στην αντιμετώπιση της ακράτειας. Τα πειραματικά μοντέλα διεξήχθησαν κυρίως σε αρουραίους και ποντίκια με εξαίρεση ένα που χρησιμοποίησε πιθήκους για τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των βλαστοκυττάρων σε τραυματισμούς του σφιγκτήρα της ουρήθρας, σε τραυματισμούς του αιδοιϊκού ή ισχιακού νεύρου, καθώς και σε τραυματισμούς που συνδέονται με τον τοκετό. Η έγχυση των βλαστοκυττάρων γινόταν κατά κύριο λόγο περιουρηθρικά. Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν λειτουργικά και ιστολογικά κριτήρια.
Σε συνέχεια των προκλινικών δοκιμών, έλαβαν χώρα 5 κλινικές δοκιμές σε άνδρες και γυναίκες με ακράτεια ούρων στις οποίες χρησιμοποιηθήκαν βλαστοκύτταρα από σκελετικούς μυς και παρατηρήθηκε βελτίωση της τάξεως του 80%-90%. Η έγχυση έγινε κατά κύριο λόγο διουρηθρικά και σε μια μελέτη έγινε και περιουρηθρικά με το ίδιο καλά αποτελέσματα. Επίσης, μια μικρή ιαπωνική μελέτη χρησιμοποίησε βλαστοκύτταρα λιπώδους ιστού σε 3 άνδρες και βρήκε βελτίωση στην ακράτεια από προσπάθεια μέσα σε 6 μήνες. Μια άλλη μελέτη βρήκε 60% βελτίωση της ακράτειας σε 8 από τους 11 συμμετέχοντες μέσα σε έναν χρόνο. Ιδιαίτερα σημαντικά είναι τα ευρήματα μιας πολωνικής μελέτης με χρόνο παρακολούθησης δυο ετών που βρήκε 75% βελτίωση της ακράτειας σε 16 γυναίκες μετά την ένεση βλαστοκυττάρων από σκελετικούς μυς, με το 50% των ασθενών να έχουν πλήρως ανακτήσει τον έλεγχο της κύστης τους. Μια πιο πρόσφατη μελέτη βρήκε βελτίωση των συμπτωμάτων της ακράτειας από προσπάθεια τριών εκ των πέντε γυναικών έναν χρόνο αφού υποβλήθηκαν σε θεραπεία με βλαστοκύτταρα λιπώδους ιστού. Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν λειτουργικά κριτήρια, όπως είναι τα ερωτηματολόγια ποιότητας ζωής, καθώς και ουροδυναμικά κριτήρια όπως είναι η μέτρηση του υπολειπόμενου ούρησης.
Σύμφωνα με τους ερευνητές τα βλαστοκύτταρα από λιπώδη ιστό είναι πιο εύκολα στη χρήση τους και γι’ αυτό το ενδιαφέρον των ερευνητών στρέφεται προς αυτά. Ωστόσο, η ανάπτυξη επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων συνιστά σημείο καμπής στην έρευνα για τα βλαστοκύτταρα και ένας από τους στόχους είναι η αξιοποίησή τους στην Ουρολογία. Είναι λοιπόν πολύ σημαντικό να διεξαχθούν κλινικές δοκιμές με μεγάλο αριθμό ατόμων που λαμβάνουν υπόψη τους τα ηθικά ζητήματα που ενδέχεται να προκύψουν από τη χρήση των βλαστοκυττάρων.
