בגוף האדם ארבעה סוגי תאים ורקמות:
מבחינת יכולת ההתמיינות שלהם, קיימים שלושה סוגי תאי גזע:
מקורות של תאי גזע.
בנוסף לדם הטבורי ישנם גם מקורות אחרים לתאי גזע עובריים:
המקור הראשון הידוע (מ-1968) של תאי גזע הוא תרומות מח עצם של תורם בוגר. במח העצם נוצר הדם ולכן, תאי הגזע שבו הם בוגרים ובעלי יכולת מוגבלת להתמיינות לתאי מערכת הדם בלבד.
ב-1988 הצליחו להפיק תאי גזע גם מדם טבורי. תאי הגזע מהדם הטבורי נאיביים (פרימיטיביים) יותר ולכן איכותיים יותר ובנוסף, מקורם אינו ביצירת הדם כתאי מח העצם, אלא ביצירת התינוק כולו ולכן הם בעלי יכולת להתמיין לסוגים אחרים של תאים.
המקור השלישי הוא עוברים – תאי הגזע עובריים מופקים מהביצית ביום ה-4–5 לאחר ההפריה ולכן איכותם הטובה ביותר מבין מקורות התאים. בשלב זה של ההתפתחות נשאב אחד מבין כשמונה תאים. אלא שלאחר הפקת תאי הגזע מחויבת המתת תא הביצה (העובר) ומכאן ההתנגדות הרבה למקור שנוי במחלוקת זה של תאי גזע במרבית העולם המערבי. מחקרים בתאי גזע כאלה מבוצעים למשל כאשר שני בני הזוג נשאים של מחלה גנטית מסוימת. בהפריה מלאכותית מופרים מספר עוברים, ומתוך הבריאים שבהם מוחזרים עוברים לרחם. יש בני זוג אשר מאשרים שימוש בעוברים הפגומים לצורך חקר המחלה שהם נושאים.
מקור נוסף לתאי גזע איכותיים הוא ברקמת חבל הטבור - וורטון'ס ג'לי - Wharton's Jelly, אך המדע טרם פיתח אפשרות זולה ומהירה להפקתם.
תהליך האיסוף.
בין אם בוחרת המשפחה לתרום את הדם או לשמרו עבור המשפחה, תהליך האיסוף זהה ואינו כרוך בסיכון כלשהו לאם או לתינוק. התהליך מתחיל רק לאחר לידת התינוק וניתוקו מחבל הטבור, בדרך כלל עוד לפני לידת השליה. לצורך איסוף הדם מנותק התינוק מחבל הטבור כ-15 שניות מן הלידה. הדם נאסף על ידי הצוות הרפואי העוסק בלידה, ומועבר לאחר מכן לנציגי בנק הדם הטבורי. מדיניות הצוות הרפואי היא כי איסוף הדם הטבורי נמצא בעדיפות נמוכה, כלומר אם קיים סיכון ליולדת או לתינוק, לא יבוצע איסוף הדם הטבורי.
הדם נאסף כיום בשיטה אחת בכל העולם – גרביטציה, בה נאספים בממוצע 85 מ"ל דם (כ־120 מ"ל יחד עם החומר המונע קרישת דם המצוי בשקית האיסוף). כמות קטנה זו מאפשרת בדרך כלל השתלה למושתל שמשקלו הממוצע 34 ק"ג (המשקל אינו פרמטר משמעותי, המדד הנכון הוא מספר התאים המגורענים הנאסף, כיום: 8.3X10^8, עת להשתלה המטולוגית נדרשים 2–3 מיליון תאים לכל ק"ג משקל גוף).
לידת השליה במהלך האיסוף אינה משפיעה על האיסוף. הדם שנאסף מועבר למעבדת הבנק לשם טיפול בו. על פי התקנים המקובלים, על הדם להגיע למעבדה, מבלי לקררו בדרך, תוך 32 שעות לכל היותר. עיכוב בהגעה משמעותו מות שיעור רב של תאי הגזע בדם ומיעוטם, עד כדי אי יכולת לשמש להשתלות.
בדיקת הדם.
במעבדה עובר הדם בדיקות לשלילת הימצאות זיהומים, לרבות: איידס – HIV, הפטיטיס – Hepatitis, עגבת – Syphilis ובדיקת זיהומים בקטריאליים ופונגליים. במעבדת הבנק הציבורי תעבור המנה גם בדיקת סיווג רקמות – HLA על מנת שניתן יהיה לבדוק את התאמתה בעתיד למושתלים פוטנציאליים.
הקפאת הדם.
לאחר שלילת זיהום הדם, הוא עובר תהליכי הכנה להקפאה, במהלכם מפרידים ממנו את תאי הגזע וכדוריות הדם הלבנות באמצעות צנטריפוגה, באופן ידני או אוטומטית - באמצעות מכשירים ייעודיים. שתי שקיות נוספות של רכיבי דם נשמרות לצורך בקרה ואיכות.
ההקפאה נעשית כך שתימנע היווצרות גבישי מים במדיה המוקפאת. תחילה מביאים באיטיות ובהדרגה, תחת פרוטוקול קפדני, במקפיא מיוחד, מבוקר וממוחשב, את המנה לטמפרטורה של 80- מעלות צלזיוס. רק אז מועברת המנה להקפאה בטמפרטורה של 196- מעלות צלזיוס באמצעות חנקן נוזלי. קיימים שני סוגים של מקפיאי חנקן נוזלי:
שמירת תאי הגזע בהקפאה בחנקן נוזלי.
טמפרטורת ההקפאה 196- מעלות צלזיוס היא הקפאה קריוגנית, היא טמפרטורה בה אין חיים ולפיכך, לאחר הפשרת המנה, חוזרים מרבית התאים (למעלה מ-95%) לחיות מלאה. מניסיון, ניתן להקפיא תאי גזע ממח עצם ותאי זרע למשך 20 שנה לפחות, ולהשתמש בהם בהצלחה לאחר מכן.
חברות הדם הטבורי מתחייבות לשימור של עשרים שנה.
חברות בנקי הדם הטבורי טוענות כי לאחר כל תקופת הקפאה, ארוכה ככל שתהיה, לא יחול שינוי במצב התאים. עם זאת, מכיוון שההקפאה אינה מתרחשת באפס המוחלט, עדיין פעילים תהליכים כימיים אשר עלולים להביא להרס תאים, גם אם בקצב איטי.
לדעתם של רופאים, כמו למשל פרופ' עמי באלין, ראש המחלה ההמטולוגית לילדים בבית החולים וולפסון, שטחי לנבא שרידות בהקפאה של תאים מסוג אחד על סמך תאים מסוג אחר.
סיכויי השימוש במנה.
בשנת 2000 טופלו בתאי גזע מדם טבורי מספר מחלות, כולן מחלות סרטניות/גנטיות/חיסוניות הקשורות למערכת הדם או לפגיעה במערכת החיסונית. מאז, התברר כי תאי הגזע הטבוריים הם בעלי יכולת להתמיין גם לסוגים אחרים של תאים ורקמות ולא רק כאלה הקשורים למערכת הדם. מספר המחלות המטופלות נמצא בעלייה מתמדת במקביל להתקדמות המחקר הרפואי. המחקרים מתמקדים בעיקר במחלות של מערכת העצבים כגון פרקינסון, שבץ מוחי ועוד, במחלות כלי דם ולב ובכן בסוכרת.
על פי מחקר שפורסם בירחון "Pediatric Hematology/Oncology", נכון לשנת 1997, הסיכוי שילד יזדקק לדם הטבורי שלו לטיפול במחלה המטולוגית (מחלה של מערכת הדם), למחלות שהיו ידועות אז הוא 1:2,700 ולבן משפחתו הסיכוי הוא 1:1,400. המחקר עודכן בשנת 2008 והתברר כי הסבירות לשימוש עצמי במנה אשר נשמרת בבנק פרטי היא 1:450 ולהשתלת תאי גזע בכלל - 1:220 (קישורים למחקר ב"קישורים חיצוניים").
האקדמיה האמריקאית לרפואת ילדים הוציאה בתחילת שנת 2007 הנחיות לפיהן אין לעודד הורים לשמור דם טבורי בבנקים פרטיים, אלא בבנקים ציבוריים בלבד. זאת על סמך טענה שלא קיימת עדות מדעית לכך ששימוש עצמי בדם כזה הוא בעל יתרון במצב של מחלה. על פי האקדמיה, הסיכוי לכך שילד יזדקק למנה שלו עצמו נעה בין 1:1,000 ל-200,000. במקור אחר נזכר שהסיכוי שאדם ישתמש במנת דם טבורי מבנק פרטי במהלך 20 שנותיו הראשונות (תחום הזמן של שימור מנות דם אלו) עומד על פחות מ-0.04% (1:2,500).
השימוש בהשתלות עצמיות של תאי גזע נפוץ בעיקר בסוגי סרטן ומחלות אחרות המופיעות יותר אצל מבוגרים מאשר אצל ילדים. במצבים כאלה, פעמים רבות ניתן להשתמש בהצלחה במקורות אחרים של תאי גזע, כגון מח עצם עצמי.
בנקאות דם טבורי.
ליולדת ישנן שתי אפשרויות לשימור הדם הטבורי:
בנקים ציבוריים.
בבנקים הציבוריים בעולם כולו מוקפאות למעלה מ-400,000 מנות, ומספר החולים העוברים השתלה ממקור דם טבורי נמצא בעלייה מתמדת, הן בילדים והן במבוגרים. עד היום בוצעו ברחבי העולם למעלה מ-30,000 השתלות ממקור דם טבורי, גם במדינת ישראל בוצעו השתלות רבות בהצלחה.
על אף שהדם הטבורי עובר פאנל רחב של בדיקות לזיהומים והימצאות ליקויים גנטיים, כדי להבטיח שמירת מנות תקינות ואיכותיות בלבד, יש ליקויים (כדוגמת: Congenital anemias או Immunodeficiencies) אשר יתגלו רק לאחר זמן או אף מספר שנים אחר הלידה. גם לו היה זיהוי שמי למנה הנתרמת, עלול היה להיות מצב בו עד התגלות המחלה הושתלה כבר המנה אצל חולה כלשהו, ומאז חשוף גם הוא לאותן מחלות. צרה זו תקפה אף בשימור דם טבורי בכל בנק פרטי. בשימור פרטי השתלה עצמית עלולה לגרום להופעת המחלה מחדש ובצורה אגרסיבית יותר.
הקושי העיקרי העומד בפני הבנקים הציבוריים הוא העלות העצומה הכרוכה בהקמתם והגדלתם – מחד, ונשיאה בהוצאות של כל העלויות הקשורות לאיסוף עיבוד ושימור המנות, ללא גביית שום תשלום מצד היולדת ומשפחתה – מאידך. בבנקים הציבוריים בישראל (בדמייך חיי, מגן דוד אדום ותל השומר)עומד אחוז המנות התקינות והאיכותיות המועברות להקפאה עומד על כ-20 עד 25 אחוז מהסך הכללי של המנות הנתרמות למאגרים הציבוריים. כל שאר 75 אחוז המנות האחרות נפסלות עקב סיבות שונות כגון זיהומים, מחלות תורשתיות משפחתיות, שהות במדינות מסוימות בהן היו התפרצויות של מחלות מסוימות דוגמת מלריה והפרה המשוגעת.
מספר מדינות אירופאיות כולל צרפת ואיטליה אוסרות קיום בנקים פרטיים בתחומן, וזו גם הסיבה שגופים מקצועיים שונים כגון איגוד רופאי הילדים האמריקאי ובמקביל האיגוד האירופאי ואיגודי רופאי הנשים ומיילדות במדינות אלו, לא ממליצים לשמור את הדם הטבורי במסגרת הבנקים הפרטיים.
בנקים פרטיים.
ילדים אשר יפתחו מחלה חיסונית, לעיתים לא יוכלו להשתמש בדמם הם, היות שהמנה עלולה לכלול כבר את הליקוי אשר גרם למחלה. עלות השירות הפרטי אינה מתאימה לכלל האוכלוסייה שחלקים ממנה אינם יכולים להשתמש בשירות. קיימת ביקורת על הבנקים הפרטיים שהם מנצלים את חוסר הביטחון של ההורים החדשים, כאשר סיכויי השימוש במנה נמוכים.
עיתוי ניתוק חבל הטבור.
המגמה המקובלת בלידות כיום היא השהיה של ניתוק חבל הטבור עד שהוא חדל לפעום מעצמו. יש הטוענים כי הקשר של התינוק עם השליה עשוי לספק דם לתינוק המתקשה לנשום ולהציל את חייו.
מנגד, יש הטוענים כי אין להשהיית הניתוק (ומתוך כך השהיית תחילת איסוף הדם הטבורי המתבצע תמיד לאחר ניתוק התינוק), השפעה כל שהיא על כמות הדם הנותרת בחבל הטבור-שליה. מערכת הדם הטבורי היא מערכת סגורה ולא ניתן "לדחוס" יותר דם בגוף התינוק על חשבון כמות הדם בטבור-שליה על ידי עיכוב הניתוק. עם זאת, כמות הדם שתיאסף בניתוק מושהה קטנה יותר בגלל תחילת קרישת הדם בטבור-שליה מיד עם לידת התינוק.
תאי גזע מדם טבורי לעומת תאים ממח עצם.