Fabryka części na wymianę

Bioinżynieria. Nosy, uszy, a wkrótce również organy wewnętrzne człowieka można produkować w laboratorium - pisze Piotr Kościelniak.

Aktualizacja: 10.04.2014 09:32 Publikacja: 10.04.2014 09:28

Prof. Seifalian demonstruje nos wykonany przez specjalistów z jego laboratorium

Foto: EAST NEWS

Piotr Kościelniak

W Wielkiej Brytanii trwają przygotowania do wszczepienia pacjentowi pierwszego nosa wyhodowanego na specjalnym sztucznym stelażu. Pokryty komórkami macierzystymi i skórą z ramienia czeka na umieszczenie go we właściwym miejscu. Pacjentem jest mężczyzna, który utracił własny w wyniku choroby nowotworowej.

Jak robienie ciastka

Nos na wymianę to dzieło specjalistów z laboratorium prof. Alexandra Seifaliana z University College London. Jeszcze w ubiegłym roku wykonali oni polimerowy stelaż na komórki. Żeby nos nie był zbyt sztywny, dodano elementy symulujące naturalną elastyczność chrząstek.

Tak przygotowane podłoże pokryto komórkami macierzystymi wyhodowanymi z komórek tłuszczu pobranych z ciała pacjenta.

– To trochę jak robienie ciasteczek. Tylko piekarnik mamy trochę inny – mówił prof. Seifalian reporterowi agencji AP.

Nos wszczepiono następnie pacjentowi w przedramię – dzięki temu pokrył się skórą. Teraz pacjent i lekarze czekają na decyzję urzędników, którzy mają pozwolić na zakończenie nietypowej terapii.

Jeżeli wszystko pójdzie dobrze, naukowcy zajmą się produkcją uszu dla dzieci, które urodziły się z wadami.

– W tej chwili mali pacjenci muszą przechodzić naprawdę skomplikowaną i inwazyjną procedurę, której częścią jest pobranie materiału z żeber – mówi dr Michelle Griffin, która specjalizuje się w wykonywaniu podobnych zabiegów. – Uszy trudniej zrobić niż nos. Wszystkie kształty muszą być dobrze odwzorowane, a skóra na nich musi być bardzo cienka i dobrze naciągnięta.

Jeszcze w tym roku specjaliści z University College London mają rozpocząć program testowych badań klinicznych w Indiach i Wielkiej Brytanii.

Na stelażu

Pierwszą podobną operacją było wszczepienie wyhodowanej tchawicy 36-letniemu mężczyźnie, któremu guz nowotworowy utrudniał oddychanie. Zabieg przeprowadzono w 2011 r. w Szpitalu Uniwersyteckim Karolinska w Sztokholmie.

W przedsięwzięciu brał również udział zespół prof. Seifaliana. Na podstawie trójwymiarowego skanu uszkodzonego narządu specjaliści z UCL wykonali kopię tchawicy. Wykorzystali wówczas ten sam polimerowy materiał, który obecnie służy do rekonstruowania uszu i nosów. Taki stelaż przewieziono następnie z Londynu do Sztokholmu i umieszczono na nim komórki macierzyste pacjenta. Po uformowaniu tchawicy zespół Seifaliana i prof. Paolo Macchiariniego wszczepił ją pacjentowi. – Andemariam Teklesenbet Beyene wymagał pewnych dodatkowych zabiegów – informowali jego lekarze pod koniec ubiegłego roku – ale czuje się na tyle dobrze, że może kontynuować pracę naukową.

Żyje również pierwsza pacjentka z wszczepioną tchawicą – Claudia Castillo. W jej przypadku jednak nie korzystano z polimerowego stelażu, lecz zaadaptowano świńską tchawicę, którą oczyszczono z komórek. Również tę operację przeprowadził prof. Macchiarini.

Myszy mają lepiej

Jednak ambicje naukowców idą dalej. Nie chcą już tylko wytwarzać „części zamiennych" w laboratorium – najlepiej byłoby, gdyby uszkodzone organy... odrastały. Medycyna regeneracyjna uważana jest za główny cel obecnych badań nad komórkami macierzystymi. Jednak próby „odrastania" nerek, wątroby czy serca w żywym organizmie na razie nie wyszły poza fazę badań laboratoryjnych.

Jest jednak nadzieja – w najnowszym wydaniu naukowego magazynu „Development" zespół Clare Blackburn z Uniwersytetu w Edynburgu informuje o sukcesie: odpowiednio potraktowane myszy zregenerowały niewielki gruczoł, grasicę. Nie wiadomo jednak, kiedy podobną technikę uda się przenieść na ludzi i jakie organy będzie można odtwarzać.

– Naukowcy muszą opanować metodę produkcji nosów i uszu, zanim zajmiemy się czymś naprawdę skomplikowanym, np. nerkami czy płucami. Seifalian na razie zrobił odpowiednią strukturę, która jest na tyle dobra, że może służyć prawdziwym ludziom – komentuje osiągnięcia kolegi Eileen Gentleman z King's College London.

Co dalej? Dr Griffin twierdzi, że w przyszłości możliwe będzie wykonanie w laboratorium w pełni zrekonstruowanej twarzy.

– Jestem przekonana, że wykonane metodami bioinżynierii organy na wymianę już wkrótce będą na rynku – mówi agencji AP prof. Suchitra Sumitran Holgersson z Uniwersytetu w Göteborgu, która specjalizuje się we wszczepianiu pacjentom hodowanych naczyń krwionośnych.

– Gdyby pacjenci nie byli tak wybredni, moglibyśmy produkować nosy w różnych rozmiarach, a chirurg po prostu wybierałby taki, który najlepiej pasuje – mówi prof. Seifalian. Jego zdaniem nieskomplikowane konstrukcje, takie jak nosy i uszy, mogą być oferowane już za kilkaset dolarów. – Ludziom wydaje się, że ich nos jest wyjątkowy i bardzo indywidualny, ale tak naprawdę to coś, co możemy produkować masowo, jak w fabryce.