Wyhoduj sobie życie!

Wyhoduj sobie życie!

Dodano:   /  Zmieniono: 
Koncerny tytoniowe inwestują w rozwój inżynierii tkankowej oraz inicjują kampanię reklamową pod hasłem: "Pal bez ograniczeń, czekają na ciebie nowe płuca!"
110 lat będziemy żyli dzięki hodowli i przeszczepom narządów

 Science fiction? Niekoniecznie.
Brytyjscy lekarze z Aberdeen odtworzyli nos u dwudziestoletniej Nigeryjki, którą oszpeciła gangrena jamy ustnej o nazwie noma (tzw. rak wodny). Najpierw na przedramieniu kobiety wyhodowali pod skórą chrząstkę nowego nosa. Gdy urosła do odpowiednich rozmiarów, chirurdzy usunęli ją, a potem przeszczepili podczas operacji rekonstrukcji twarzy. Podobnie próbuje się rekonstruować piersi u kobiet, a niedługo będzie można przeszczepiać wyhodowane w laboratorium całe narządy wewnętrzne: wątrobę, trzustkę, nerki, a nawet serce.

Alchemia molekularna XXI wieku
Inżynieria tkankowa przestała być jedynie eksperymentalną metodą leczenia i coraz śmielej wkracza do klinik. Nosy, uszy, kości, ścięgna i zastawki serca są już wytwarzane na zamówienie tak jak części zamienne do samochodów i komputerów. To "alchemia molekularna" XXI wieku. W nauce i medycynie rozpoczęła się nowa era, która może doprowadzić do przeobrażenia całej ludzkiej cywilizacji. Więcej osób będzie mogło dożyć w lepszej kondycji zdrowotnej sędziwego wieku. Nawet - jak się szacuje - do 110 lat!
Lekarze z Uniwersytetu Massachusetts w Worcester odtworzyli trzydziestosiedmioletniemu mężczyźnie kawałek kciuka, który stracił w wypadku. Pobrali od niego pojedyncze komórki kości, a następnie umieścili je na ulegającej biodegradacji porowatej matrycy z polimerów (przytwierdzonej do odciętego kciuka). Po trzech miesiącach komórki się rozmnożyły, a kciuk odrósł na tyle, że pacjent - z zawodu malarz - znowu mógł się zająć malowaniem pejzaży. Bioinżynierowie niemieckiej firmy BioTissue wyhodowali w probówce staw środkowego palca prawej ręki. Wykorzystali próbki chrząstki i kości pobrane z żebra oraz stawu biodrowego. Po czterech tygodniach na matrycy uformował się nowy staw, który chirurdzy uniwersytetu we Freiburgu wszczepili pacjentowi po wypadku. "Wkrótce wyhodujemy cały staw biodrowy" - zapowiadają specjaliści holenderskiej firmy Iso Tis.
- Podobne ośrodki biotechnologiczne powstają na całym świecie jak grzyby po deszczu. Oprócz tkanek są w nich odtwarzane niektóre narządy wewnętrzne - mówi dr Stanisław Wroński, urolog ze szpitala wojewódzkiego w Bydgoszczy. Jest on pierwszym specjalistą, który wyhodował cewkę moczową. Miejscowi lekarze przed ponad trzema laty wszczepili ją dziewiętnastoletniemu chłopcu. Drugą otrzymał dwudziestoczteroletni mężczyzna. - Obie do dziś funkcjonują bez zarzutu - twierdzi dr Wroński. Bydgoski lekarz zajmuje się też hodowlą skóry dla osób po oparzeniach. Jeszcze w tym roku zamierza wyhodować ściany naczyń krwionośnych, które będzie można wszczepić chorym wraz z protezą uszkodzonych tętnic, na przykład udowych lub biodrowych.
W przyszłym miesiącu prof. Anthony Atala z Childrens Hospital w Bostonie przeprowadzi pierwszy na świecie przeszczep wytworzonego w laboratorium pęcherza moczowego u dziecka z wadą tego narządu. Czeka jedynie na zezwolenie amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA).

Serce odrasta
"Będziemy w stanie odtworzyć niemal wszystkie uszkodzone tkanki i narządy, a nawet całą rękę człowieka" - zapowiada Jay Vacanti z Bostonu. Na razie w ramach międzynarodowego programu LIFE (Living Implants From Engineering) prowadzone są pierwsze próby wyhodowania mięśnia sercowego - z komorami i przedsionkami. Specjaliści twierdzą, że będą w stanie tego dokonać najpóźniej za dziesięć lat.
Podejmowane są też próby regenerowania serca - w USA, Niemczech, Holandii oraz w Polsce. Profesorowie Maciej Kurpisz oraz Tomasz Siminiak z poznańskiej Akademii Medycznej przed kilkoma miesiącami choremu po zawale wszczepili do serca niedojrzałe komórki mięśni szkieletowych (tzw. mioblasty), pobrane z jego uda. Po kilku tygodniach przekształcają się one w komórki mięśnia sercowego, które kurcząc się, zwiększą jego zdolność do pompowania krwi. W Instytucie Kardiologii w Warszawie zamiast mioblastów dr Grzegorz Religa próbuje wykorzystać komórki macierzyste szpiku kostnego. - Jest to nowy, ale obiecujący kierunek w rozwoju kardiologii - uważa prof. Zbigniew Religa, szef Instytutu Kardiologii w Warszawie. - Bez względu na to, która metoda okaże się lepsza, w kardiologii nastąpi rewolucja - twierdzi prof. Witold Rużyłło z tego samego instytutu. Za kilka lat transplantacje komórek będą wykorzystywane u każdego chorego, który przeżyje zawał serca. Już w drodze do szpitala zostaną od niego pobrane komórki macierzyste, które natychmiast po rozmnożeniu będą wszczepiane do krwiobiegu, skąd przenikną do serca i je zregenerują.

Stulecie biologii
Taka ma być medycyna XXI wieku: zamiast przeszczepów narządów ze zwłok będzie można je rewitalizować lub odtwarzać w laboratorium.
Przekonują o tym szokujące eksperymenty prof. Makoto Asashimy z Uniwersytetu Tokijskiego: w jego pracowni organy wyrastają w szalkach laboratoryjnych tak jak z ziarna w glebie kiełkują rośliny. Do ich hodowli wykorzystuje się zarodkowe komórki macierzyste, które mają zdolność przekształcania się we wszystkie tkanki organizmu: skóry, kości, mózgu, wątroby lub serca. Japoński uczony napełnia szalki odpowiednią pożywką, a następnie umieszcza w nich komórki macierzyste pobrane z zarodków żaby. Po pięciu dniach powstają z nich mięśnie, nerwy i komórki krwi, a nawet całe gałki oczne i uszy gadów.
Nikt wcześniej nawet nie podejrzewał, że tak łatwo można wyhodować skomplikowane organy, jakimi są narządy zmysłów. Jeszcze większe było zaskoczenie, gdy kijanki, którym przeszczepiono gałki oczne, odzyskały wzrok. "Jestem przekonany, że za kilka lat podobnie będzie można wytworzyć w probówce gałki oczne ludzi" - twierdzi japoński uczony. Zarodkowe komórki macierzyste przekształcają się w dowolną tkankę w zależności od otoczenia, w którym się znajdują. Profesor Asashima zanurza fragment zarodka żaby w roztworze zawierającym odpowiednie białka oraz hormony wzrostu (ich skład jest pilnie strzeżoną tajemnicą). Gdy komórki zaczynają się przekształcać w poszczególne rodzaje tkanek, są umieszczane między odżywiającymi je dwiema innymi warstwami zarodka. Po pewnym czasie powstają w nich żabie nerki, a także tkanki serca, trzustki i wątroby.
Dr Robert P. Lanza z firmy Advanced Cell Technology w Massachusetts wytworzył nerki krów. Zastosował metodę tzw. klonowania terapeutycznego w połączeniu z inżynierią tkankową. Pobrał komórki ucha, wyizolował z nich DNA i wszczepił do komórki jajowej krowy. Powstał zarodek, z którego wydobył komórki macierzyste. Na matrycy z polimerów po raz pierwszy wyhodował z nich całą nerkę. Jest mniejsza niż narząd naturalny - ma zaledwie 2,5 cm długości, ale spełnia przynależne jej funkcje: po przeszczepieniu zwierzęciu (obok jego nerki) oczyszczała krew z trujących toksyn i wytwarzała mocz.

Tkanki na zamówienie
Podobnych eksperymentów nikt jeszcze nie przeprowadził na ludziach, wydaje się jednak, że to tylko kwestia czasu. Na razie wytwarzane są jedynie tkanki, które można wyhodować z komórek macierzystych pozyskiwanych z organizmu dorosłego człowieka. Szwajcarska firma biotechnologiczna Modex oferuje już skórę hodowaną z 20-30 włosów pobranych z dowolnego miejsca ciała. Muszą tylko zawierać mieszki włosowe, w których znajdują się komórki macierzyste. Wystarczy włosy przesłać pocztą, by po miesiącu otrzymać fragment własnej skóry do zabiegów leczniczych lub operacji plastycznych. Podobnie bioinżynierowie potrafią z tłuszczu wytworzyć kości i chrząstki (chondrocyty). Dr David Tosh z Uniwersytetu Bath przypadkowo odkrył nawet, że za pomocą "alchemii molekularnej" można komórki trzustki przeprogramować w taki sposób, by pełniły funkcję komórek wątroby. Zamierza wkrótce wykorzystać je do ratowania chorych, którzy nie mogą się doczekać przeszczepu tego narządu.
Inżynieria tkankowa zrewolucjonizuje również leczenie chorób centralnego układu nerwowego. Wprawdzie nikt nie próbuje wyhodować w probówce mózgu człowieka, ale z powodzeniem udaje się przeszczepiać sztucznie wytworzone komórki mózgu. Neurochirurg dr Michele F. Levesque z Cedars Sinai Medical Center w Los Angeles przeprowadził pierwszy taki zabieg u pięćdziesięciosiedmioletniego mężczyzny cierpiącego na chorobę Parkinsona. Wykonał u niego trepanację czaszki i pobrał kilkadziesiąt komórek macierzystych. Bioinżynierowie rozmnożyli je (uzyskując około 6 mln) i przekształcili w komórki wytwarzające dopaminę. Po wszczepieniu nowych komórek do mózgu chorego stężenie tego neuroprzekaźnika zwiększyło się prawie o 60 proc. Już po sześciu miesiącach stan pacjenta zaczął się poprawiać. Obecnie - po trzech latach od zabiegu - mężczyzna (inżynier z Kalifornii) nie wykazuje żadnych objawów choroby!
Podobną metodą dr George Kraft z University of Washington w Seattle próbuje leczyć chorych na stwardnienie rozsiane. Pobiera od nich komórki macierzyste znajdujące się we krwi obwodowej (dokąd przenikają ze szpiku kostnego), a następnie oddziela od nich te, które niszczą osłonę mielinową rdzenia kręgowego oraz mózgu. Po upływie roku wydaje się, że u szesnastu w ten sposób leczonych osób choroba została zahamowana, u sześciu widać nawet wyraźną poprawę. Odwieczne marzenie ludzi o długowieczności przestaje być mrzonką.


Religa & Religa
"Całe moje działanie w Polsce było podporządkowane jednemu: dogonić Zachód" - twierdzi prof. Zbigniew Religa, który prawie od dwóch lat pełni funkcję dyrektora Instytutu Kardiologii w Warszawie. W 1985 r. przeprowadził pierwszy w Polsce udany przeszczep serca. Przed ponad 10 laty założył Fundację Rozwoju Kardiochirurgii, by umożliwić w kraju rozwój techniki medycznej na światowym poziomie. Zawsze stawiał na ludzi młodych. Jest wśród nich dyrektor ds. naukowych fundacji Zbigniew Nawrat, jeden z głównych twórców polskiego sztucznego serca, konstruktor pierwszego polskiego robota chirurgicznego, a także syn prof. Religi - dr Grzegorz Religa z II Kliniki Kardiochirurgii warszawskiego Instytutu Kardiologii. Przed trzema miesiącami u pięćdziesięcioletniego mężczyzny po zawale przeprowadził on pierwszy zabieg regeneracji mięśnia sercowego. Wykorzystał w tym celu komórki macierzyste, które przekształcają się w organizmie pacjenta w komórki serca i zwiększają siłę jego skurczu.

STANISŁAW WROŃSKI
urolog ze szpitala wojewódzkiego w Bydgoszczy
Jesteśmy świadkami kolejnego przełomu - rewolucji biotechnologicznej. Od kilku lat z niewielkiego fragmentu skóry można uzyskać niemal dowolnej wielkości płat naskórka do leczenia rany oparzeniowej lub blizny. U pacjentów po urazach dłoni rekonstruowane są kości. Obiecujące są też prace nad wyhodowaniem naczyń krwionośnych (wyhodowane naczynia wszczepiono już zwierzętom). W przyszłości będzie można uzyskać całe narządy odpowiedniego kształtu. Pierwszym organem wyhodowanym "in vitro" jest pęcherz moczowy. Wcześniej hodowano jedynie nabłonek dróg moczowych, wykorzystywany w niektórych zabiegach rekonstrukcyjnych.

Mysz z ludzkim uchem
Zdjęcie myszy, na której grzbiecie wyrosło w pełni ukształtowane ludzkie ucho, przed sześcioma laty obiegło świat. Nie było to dzieło manipulacji genetycznych. Jay Vacanti z Massachusetts General Hospital w Bostonie oraz Jeffrey Borenstein z Draper Lab wszczepili pod skórę gryzonia porowaty biologiczny polimer w kształcie ludzkiego ucha, rozkładający się w ciele podobnie jak niektóre rodzaje nici chirurgicznych. W jego porach umieścili komórki ludzkich chrząstek, odżywianych przez krwiobieg zwierzęcia. Wraz z rozkładem polimeru rozrastająca się chrząstka utworzyła pod skórą myszy coś na kształt ucha człowieka. Opracowali już testowane na szczurach urządzenie pozwalające odżywiać rozrastający się narząd, będące kopią skomplikowanego systemu ukrwienia wątroby.

Pulsujące bioreaktory
Jay Vacanti z Bostonu hoduje naczynia krwionośne na matrycy w kształcie cienkiej porowatej rurki. Polimerowa rurka stopniowo się rozkłada, tak jak rozpuszczalne nici chirurgiczne. W jej miejscu formują się naczynia krwionośne. Z kolei prof. Laura A. Niklason z Uniwersytetu Duke hoduje je w specjalnym bioreaktorze naśladującym pulsowanie układu krążenia. Tak wyhodowane naczynia krwionośne są podobno w porównaniu z naturalnymi 20 razy bardziej odporne na ciśnienie powodowane krążeniem krwi.
Więcej możesz przeczytać w 19/2002 wydaniu tygodnika Wprost.

Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App StoreGoogle Play.