Biodrukowanie, przeszczepy od zwierząt. Rewolucja w transplantologii już się zaczęła

Pierwsza na świecie polska bioniczna trzustka z pełnym unaczynieniem pomyślnie przeszła testy przedkliniczne i jest gotowa do wykazania swojej skuteczności w badaniach klinicznych. Mamy też w Polsce ponad 100 transgenicznych świń, których skóra już teraz służy ratowaniu chorych z bardzo ciężkimi oparzeniami.

- 20 lat temu myślałem, że przeszczepy transgeniczne to czysta futurologia, przyszłość równie odległa jak loty z prędkością nadświetlną. Dziś widzimy, że ta przyszłość jest tuż tuż. Prawdopodobnie jednak, tak jak w przypadku nowego leku, gdy trzeba 10-15 lat, zanim znajdzie się na półce - tak samo będzie, jeśli chodzi o przeszczepy transgeniczne. W tym czasie musimy wykorzystywać inne, dotychczasowe źródła narządów - wskazał prof. Maciej Kosieradzki, szef Katedry i Kliniki Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej w Szpitalu Klinicznym Dzieciątka Jezus UCK WUM.

O przyszłości polskiej transplantologii w czwartek (27 stycznia) specjaliści rozmawiali w Senacie w ramach dyskusji zorganizowanej z okazji obchodów Dnia Transplantacji. Zebrały się: Parlamentarny Zespół ds. Transplantacji i Parlamentarny Zespół ds. Dzieci. Wydarzeniu towarzyszyła wystawa pt. “Bioniczna rewolucja. Fascynująca opowieść o powstaniu 3D bionicznej trzustki”, przygotowana przez Fundację Badań i Rozwoju Nauki.

Konferencję poprowadziła senator prof. Alicja Chybicka, która jest przewodniczącą Parlamentarnego Zespołu ds. Transplantacji i Parlamentarnego Zespołu ds. dzieci w Senacie.

Przypomnijmy. Historia polskiej transplantologii sięga 1966 roku, kiedy odbył się pierwszy udany przeszczep nerki od dawcy zmarłego. Dla upamiętnienia tego wydarzenia co roku (26 stycznia) obchodzony jest w naszym kraju Dzień Transplantacji.

Bioniczna trzustka: w ciągu dwóch lat ma ruszyć kwalifikacja pacjentów

- Transplantologia w obecnej formie nigdy nie rozwiąże problemu niedoboru narządów do przeszczepiania. Krioprezerwacja czy perfuzja normotermiczna jedynie mogą powiększyć pulę narządów i poprawić ich jakość - ocenił dr hab. Michał Wszoła, przewodniczący Rady Naukowej Fundacji Badań i Rozwoju Nauki, lidera Konsorcjum Bionic, który od 2017 roku pracuje nad projektem 3D bionicznej trzustki.

Wyjaśnił, że bioniczna trzustka to wydrukowany w technologii biodruku 3D w pełni funkcjonalny narząd stworzony z żywych komórek. Dzięki niemu będzie można przeszczepić człowiekowi żywy organ „szyty na miarę”, stworzony z komórek macierzystych pacjenta i wyleczyć go z cukrzycy typu I.

W 2019 r. zespół badawczy wydrukował pierwszy na świecie unaczyniony prototyp bionicznej trzustki. W kolejnym etapie bioniczna trzustka została podłączona do specjalnego urządzenia opracowanego przez zespół inżynierów - bioreaktora, który odpowiada za zasilanie wydrukowanego układu naczyniowego w płyn z tlenem i substancjami odżywczymi.

- Jesteśmy gotowi do przeprowadzenia badań klinicznych, kolejne prace zajmą 3-4 lata. Liczę, że w przeciągu dwóch lat będziemy mogli rozpocząć kwalifikację pacjentów - poinformował dr Michał Wszoła. - Obecnie wystąpiliśmy do Europejskiej Agencji Medycznej o ocenę i analizę, jak należy zakwalifikować taką trzustkę - dodał.

„Bioniczna trzustka może być biodrukowana „na żądanie”i przeszczepiana przy minimalnym ryzyku powikłań. Bioniczna trzustka ma potencjał, aby zmienić krajobraz leczenia pacjentów z cukrzycą typu 1 oraz pacjentów z przewlekłym zapaleniem trzustki” - czytamy na stronie projektu.

Przyszłość transplantologii: biodrukowanie, ale i medycyna regeneracyjna

- Czym jest biodrukowanie? To nic innego jak wzięcie dużej strzykawki, do której wkłada się mieszaninę żywych komórek - w naszym wypadku wysp trzustkowych - i odpowiedniego biotuszu, który twardnieje po wydrukowaniu. Następnie otrzymujemy narząd wraz z układem naczyniowym, który wkładamy do bioreaktora z podłożem hodowlanym i możemy przeprowadzić badania - tłumaczył dr Wszoła.

Przypomniał, że po raz pierwszy wyspy trzustkowe do biodrukarki „włożono” w roku 2015. W 2019, gdy wydrukowano pierwszy unaczyniony prototyp bionicznej trzustki, było on zbudowany z ponad 600 tys. ekwiwalentów wysp trzustkowych, produkując insulinę pod wpływem bodźca glukozowego.

- Dzięki temu, że potrafimy wydrukować taki bioniczny narząd, jesteśmy w stanie także wydrukować ognisko nowotworowe w tym narządzie, więc można prowadzić badania przedkliniczne i przyspieszyć wdrażanie różnego rodzaju leków - mówił dr Wszoła.

Podkreślił, że na kształt medycyny transplantacyjnej na pewno wpłynie medycyna regeneracyjna. Zaznaczył, że dotyczy ona także ośrodkowego układu nerwowego. - Pytanie jest, nie czy, ale kiedy dojdzie do takiej regeneracji. Wstępne plany mówią o 20., 30. latach, kiedy będzie możliwość leczenia dużej ilości uszkodzeń ośrodkowego układu nerwowego przy pomocy medycyny regeneracyjnej. Może to całkowicie zmienić obraz medycyny transplantacyjnej - skonstatował.

Przeszczepy transgeniczne: nieograniczone źródło narządów, ale są też minusy

- W tej chwili mamy w Polsce ponad 100 transgenicznych świń, których skóra służy ratowaniu chorych z bardzo ciężkimi oparzeniami w Siemianowicach Śląskich. Na początku stycznia cały nasz świat transplantacyjny zelektryzowała wiadomość o przeszczepieniu świńskiego serca 57-letniemu Davidowi Bennetowi w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Maryland. Dwa miesiące wcześniej fascynowaliśmy się pierwszym przeszczepieniem świńskiej nerki, którego dokonał dr Robert Montgomery, chirurg z Nowego Jorku, który sam ma przeszczepione serce. Oczywiście te udane próby nie wzięły się znikąd, tylko były poprzedzone ponad 30-letnimi doświadczeniami prac w „bardzo podstawowej” biologii i przeszczepianiu ksenogenicznym pomiędzy różnymi gatunkami zwierząt - opowiadał prof. Maciej Kosieradzki, szef Katedry i Kliniki Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej w Szpitalu Klinicznym Dzieciątka Jezus UCK WUM.

PRZECZYTAJ TAKŻE: Człowiek z sercem genetycznie zmodyfikowanej świni - udana operacja w USA

Jak tłumaczył, my, ludzie (a szerzej - naczelne) nie mamy na powierzchni komórek enzymu o nazwie alfa-galaktozylotransferaza (gen N-GAL), która jest u wszystkich innych ssaków. Tymczasem to „najpotężniejszy antygen immunizujący“, powodujący, że narządy pochodzące od innych ssaków natychmiast są rozpoznawane przez ludzki organizm i odrzucane. Z pomocą jednak przychodzą współczesne metody biotechnologiczne.

- W 2012 roku dostaliśmy do ręki potężne, niektórzy mówią, że zbyt potężne narzędzie w postaci nożyc genetycznych. To taki układ enzymatyczny, którym niezwykle efektywnie można wyciąć właściwie dowolny fragment genomu, usunąć dowolny gen. Gdy mamy tak zmienione jądro komórkowe, z nowym materiałem genetycznym, wykorzystujemy technologię klonowania - po to, żeby uzyskać nowe szczepy - wyjaśniał.

Mówiąc o korzyściach związanych z ksenoprzeszczepianiem, profesor mówił, że „mogłoby to być praktycznie nieograniczone źródło narządów”. - Właściwie możemy wyprodukować jedną linię zwierząt, która obsłuży wszystkich biorców. Przeszczep byłby dostępny niemal w każdej chwili, narządy byłyby świetnej jakości, pochodzące od młodych zwierząt, a relatywny koszt produkcji byłby niewielki - tylko około 10-krotnie większy niż koszt produkcji mięsa wieprzowego do celów spożywczych - wyliczał prof. Kosieradzki.

Podkreślił jednocześnie, że są też „plusy ujemne”. Jakie? W materiale genetycznym człowieka 8 proc. stanowią fragmenty starych wirusów, które odziedziczyliśmy po naszych dziadach i pradziadach. Tak samo jest w przypadku innych gatunków ssaków. Świnie również niosą taki ładunek wirusowy. - Setki, a być może tysiące ludzi zetknęłoby się z wirusami odzwierzęcymi. Co się stanie? Najprawdopodobniej nic albo bardzo niewiele, ale gwarancji nikt nam dzisiaj nie da - wskazywał.

Zaznaczył, że taka technologia rodzi też problemy etyczne - i nie tylko chodzi o obrońców zwierząt.

- Załóżmy, że NFZ sfinansuje mi przeszczepienie standardowej nerki świńskiej pozbawionej antygenów N-GAL i czegoś tam jeszcze. Ale jeżeli będzie mnie stać, zamówię świńską nerkę, z której genomu wycięto wszystkie 62 sekwencje wirusowe, która ma wprowadzone moje własne antygeny zgodności tkankowej HLA i idealnie do mnie pasuje. Czy to będzie okej? To pytanie, na które wkrótce będziemy musieli sobie odpowiedzieć - wyjaśniał.

O ostrożność w prognozowaniu przyszłości badan nad wykorzystaniem w transplantologii narządów zmodyfikowanych świń apelował w rozmowie z PAP 17 stycznia dr hab. Artur Kamiński, dyrektor Centrum Organizacyjno-Koordynacyjnego ds. Transplantacji Poltransplant.

- Moim zdaniem jest to wciąż technologia doświadczalna i nadal możemy mówić jedynie o eksperymencie medycznym. O uznanej metodzie leczenia powiemy dopiero wtedy, gdy będzie pierwszych stu czy nawet dwustu pacjentów po tego rodzaju przeszczepach. I będziemy znali dłuższe obserwacje po miesiącu i trzech miesiącach, a jeszcze lepiej po roku lub trzech latach od przeszczepienia narządu zmodyfikowanej genetycznie świni. Nie rozpalajmy zbyt wcześnie nowych nadziei. Na razie jest to jedynie szansa, że będzie to nowa metoda leczenia - mówił.

Ile przeszczepów wykonano w Polsce w roku 2021?

Dr hab. n. med. Jarosław Czerwiński z Poltransplantu poinformował, że w Polsce w latach 1966-2021 wykonano 37 tys. przeszczepów. W ciągu ostatnich 10 lat pobierano średniorocznie 1,5 tys. narządów.

Zaznaczył, że w związku z ograniczeniami spowodowanymi pandemią COVID-19 zmniejszyła się nie tylko liczba dawców, ale także szpitali pobierających narządy do przeszczepu. Na przykład o 30 proc. zmniejszyła się liczba narządów pobranych od osób zmarłych, a o 40 proc. - osób kwalifikowanych do przeszczepienia. Mimo tych trudności w 2021 r. wykonano więcej przeszczepów niż w 2020 r.; łącznie w 2021 r. przeszczepiono 1338 narządów.

Dr Jarosław Czerwiński podkreślił też, że wyniki dotyczące przeżycia osób po przeszczepie w Polsce są bardzo dobre. 10 lat przeżywa 50-70 proc. biorców nerki, 60-80 proc. - wątroby, a około 50 proc. - serca. Z kolei prof. Roman Danielewicz z Kliniki Chirurgii Ogólnej i Transplantacyjnej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego zwrócił uwagę na problem zbyt małej liczby organów od dawców żyjących. Jego zdaniem przyczynia się do tego szereg mitów na temat żywego dawstwa także w środowisku medycznym. Wskazał na potrzebę edukacji pacjentów, personelu medycznego, społeczeństwa i decydentów.

Najprawdopodobniej problemem jest też fakt, że współczesne społeczeństwo unika rozmów o śmierci, przez co gdy nagle umiera ktoś bliski, rodzina często nie potrafi jednoznacznie stwierdzić, czy chciał zostać dawcą narządów, czy był przeciwny. Mimo że w polskim prawie dotyczącym transplantacji obowiązuje zasada domniemanej zgody, takie sytuacje zawsze są niezwykle trudne zarówno dla najbliższych, jak i zespołu koordynującego pobieranie narządów.

PRZECZYTAJ TAKŻE: Lekarze i naukowcy przeciwko podważaniu idei transplantacji

Dr Jarosław Czerwiński: filary medycyny transplantacyjnej od lat pozostają niezmienne