Między inżynierią a medycyną

Grażyna Ostropolska 2 stycznia 2015

Wyhodowana w laboratorium nerka, stworzone na drukarce 3D bioelektroniczne ucho, elektrody w mózgu, blokujące agresję... To już się dzieje, ale nie oznacza, że świat jest bliski znalezienia uniwersalnej recepty na zdrowie i długowieczność.

Profesor Marek Harat, kierownik Kliniki Neurochirurgii i Chirurgii Głowy w 10. Wojskowym Szpitalu Klinicznym w Bydgoszczy, ma nadzieję, że uda się znaleźć w układzie nerwowym takie komórki macierzyste, które po przeszczepieniu w określony obszar będą się

Fot.: Dariusz Bloch

- Medyczne nowinki, o których informują media, należy przyjmować z dystansem, bo część z nich bazuje na eksperymentach, a nie na klinicznych badaniach i niepotrzebnie budzi nadzieję u chorych ludzi - ostrzegają lekarze. Nie kwestionują jednak tego, że medycyna rozwija się błyskawicznie, a osiągnięcia w dziedzinie genetyki, inżynierii tkankowej, medycyny regeneracyjnej dają narzędzia do coraz skuteczniejszego rozpoznawania i leczenia chorób.

Według prestiżowego tygodnika „Science”, największym osiągnięciem światowej medycyny w 2013 r. były badania nad komórkami macierzystymi ze sklonowanych ludzkich zarodków. Latem jak burza przetoczyło się przez media oświadczenie japońskich naukowców, którzy zapowiedzieli, że są przygotowani do masowej produkcji ludzkich narządów w... macicy świni. Miałoby to polegać na stworzeniu zmienionego genetycznie zarodka przez wprowadzenie ludzkiej komórki macierzystej do embriona świni i wszczepienie go do jej macicy. Hodowane w ten sposób ludzkie organy, nerka, wątroba, trzustka i serce, miałyby służyć do transplantacji. Zapędy naukowców hamuje zakaz wszczepiania zmutowanych embrionów do macicy, ale lekarze wierzą, że go przełamią i jako pierwszy organ

wyhodują trzustkę,


co spowoduje przełom w leczeniu cukrzycy. Lekarze i naukowcy, także z naszego regionu, nieufnie podchodzą do takich oświadczeń. Nie bez powodu, bo: - Organizm ludzi i zwierząt jest skomplikowany, więc nawet gdy ktoś coś wymyśli i uda mu się eksperyment, to nie zawsze skuteczność tego „wynalazku” da się potwierdzić u innych chorych - zauważa profesor Tomasz Drewa, kierownik Katedry Medycyny Regeneracyjnej i Zakładu Inżynierii Tkankowej Collegium Medicum UMK i dodaje: - Aby wprowadzić eksperyment na etap badań klinicznych, trzeba być pewnym, że to, co się pacjentowi proponuje, pomoże mu, a nie zaszkodzi. Należy też pamiętać, że medycyna jest dziedziną w dużym stopniu nieprzewidywalną i to, że u jednego pacjenta zregenerował się rdzeń, nie oznacza, że zastosowana u niego metoda może być stosowana powszechnie.


Profesor Drewa nawiązuje do innowacyjnej operacji polegającej na regeneracji rdzenia kręgowego, co uważa się za największe tegoroczne osiągnięcie polskiej medycyny. Operację przeprowadzono we wrocławskiej klinice neurochirurgii. Lekarze pobrali komórki glejowe z opuszki węchowej pacjenta, namnożyli je i wraz z fragmentem nerwu pobranego z jego nogi wszczepili w miejsce przerwanego rdzenia. Medialna informacja o tym, że po kilku miesiącach pacjent odzyskał czucie w nogach zelektryzowała świat i dała nadzieję chorym ze złamanym kręgosłupem. Lekarze z dr. Pawłem Tabakowem na czele, zaangażowani w ten eksperyment, uważają, że

sukces odtrąbiono
za wcześnie,


bo do tego, by pacjent zaczął chodzić, a przechodzenie nerwów przez bliznę w miejscu przerwania rdzenia zostało w 100 proc. potwierdzone, daleka droga.

Dziesięć lat temu głośno było o regeneracji mięśnia sercowego, uszkodzonego niedokrwieniem.Wszczepiano w to miejsce wyhodowane komórki macierzyste, m.in. szpikowe, i wydawało się, że serce się zregeneruje, tymczasem... - Badania kliniczne wykazały, że przeszczepione komórki zasiedlały mięsień sercowy w sposób niekontrolowany i zaprzestano stosowania tej metody z powodu efektów ubocznych, przewyższających korzyści, wynikające z leczenia - wyjaśnia prof. Tomasz Drewa. Jest urologiem, więc pilnie śledził kolejną sensację: o możliwej regeneracji pęcherza moczowego za pomocą komórek mięśniowych (publikacja w fachowym czasopiśmie „Lancet”. - W tej chwili to badanie jest zamknięte, bo wykonano bliźniacze i okazało się, że wyniki są zupełnie inne, a na dodatek złe, ponieważ wykazują brak regeneracji - lekarz podaje kolejny dowód na to, że nawet do wyników, publikowanych w poważnych pismach naukowo-medycznych należy podchodzić z dużą ostrożnością.

- Jeśli mówimy o regeneracji z użyciem komórek albo o zwykłej chirurgii, pojawia się pytanie: jak długo to będzie działać? - zauważa prof. Drewa i przypomina przedwcześnie otrąbiony sukces klonowania zwierząt. - Najpierw wszyscy byli mile zszokowani, a potem się okazało, że sklonowane zwierzę jest tak samo stare, jak organizm macierzysty, bo nie da się cofnąć wieku komórek, z których sklonowano nowy organizm - tłumaczy.

Zespół naukowców z Collegium Medicum UMK pod kierownictwem prof. Tomasza Drewy prowadzi aktualnie badania, związane z regeneracją układu moczowego. Ma nadzieję, że uda mu się rozwiązać problemy pacjentów poddanych usunięciu pęcherza moczowego z powodu raka. - Na ten nowotwór zapadało kiedyś więcej mężczyzn niż kobiet, ale to się zmienia, bo coraz więcej pań pali papierosy, a to jest czynnik, który w 99 proc. odpowiada za powstanie raka pęcherza - uświadamia profesor. Obniża się też wiek osób operowanych, ale wynalazek, nad którym pracuje jego zespół ma

pomóc ludziom powyżej
75 roku życia.


- Ze względów medycznych, np. zaawansowanej miażdżycy, otyłości lub chorób serca, nie można ludzi w tym wieku znieczulić do długiego zabiegu (bo w przypadku usuwania pęcherza trzeba też zoperować jelito), więc często taki pacjent słyszy od lekarzy, że nie będą go leczyć. To nieludzkie! - uważa profesor i wierzy, że uda mu się przygotować w laboratorium wstawkę do odprowadzania moczu, wyhodowaną z komórek macierzystych, która znacznie skróci operację i da także ludziom starszym szansę na leczenie. Ma na ten cel fundusze z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, a prace nad projektem są mocno zaawansowane.

W to, że badania nad komórkami macierzystymi zrewolucjonizują medycynę, nie wątpi neurochirurg prof. Marek Harat, który jako jeden z pierwszych w Polsce zaczął leczyć chorobę Parkinsona za pomocą stymulacji mózgu. Teraz wykorzystuje tę metodę do hamowania nadmiernego apetytu oraz agresji i wierzy, że w podobny sposób będzie mógł leczyć z takich uzależnień jak alkoholizm czy narkomania.

- Upowszechniło się hodowanie komórek skóry, można odbudować komórki chrząstki kostnej, natomiast układ nerwowy ma tak dużo zabezpieczeń, że ciągle natykamy się na nieoczekiwane problemy - tłumaczy problem z regeneracją ubywających z wiekiem (lub wskutek uszkodzenia) mózgowych komórek. Przypomina nieudane eksperymenty sprzed ćwierćwiecza: - Pobierano komórki śródmózgowe od pochodzących z aborcji płodów i przeszczepiano je cierpiącym z powodu choroby Parkinsona. Budziło to wielkie nadzieje, bo one się różnicowały i nawet podejmowały produkcję dopaminy, ale nie poddawały się autoregulacji i zachowywały jak pompa do produkcji dopaminy - wyjaśnia prof. Harat. W efekcie pacjent z chorobą Parkinsona, który miał niedobór dopaminy i spowolniały ruch, pod wpływem nadprodukcji dopaminy stawał się nadpobudliwy ruchowo, czyli z jednej choroby popadał w drugą, więc badań nad tą metodą zaniechano. - Potem przeszczepiano do mózgu komórki embrionalne, ale te namnażały się poza kontrolą i zachowywały jak komórki nowotworowe. - tłumaczy neurochirurg. Duże

nadzieje dla chorych
na Parkinsona


wiąże z nową metodą pobierania od pacjenta jego komórek tłuszczowych.

- Naukowcy poddają te komórki skomplikowanemu procesowi odwracania ich rozwoju do najbardziej pierwotnej postaci i w tej formie zamierzają je wszczepiać do mózgu z nadzieją, że będą się one różnicować już jako nerwowe - przybliża mechanizm.

Medycyna regeneracyjna zapewne pójdzie wkrótce krok dalej, tymczasem jednak do prof. Harata ustawia się kolejka chorych, zdecydowanych na wszczepienie stymulatorów. Profesor mógłby ich „wstawiać” nawet sto rocznie, ale NFZ wyznaczył cienki limit. W tym roku przyznano mu środki na stymulatory dla 17 chorych, spośród 134 oczekujących. Szkoda, bo sukcesem zakończyło się zablokowanie prądem poczucia głodu u otyłej pacjentki oraz agresji u innej. Pacjentce z agresją profesor wszczepił do mózgu 4 elektrody i... - Wcześniej kobieta leżała w łóżku, związana pasami, a teraz jeździ na rowerze, chodzi do sklepu - wylicza. Wszczepienie stymulatora pozwala też w miarę normalnie funkcjonować chorym na Parkinsona.

Haratowi marzy się leczenie uzależnień od alkoholu, narkomanii i hazardu: - Tu wchodzi w grę stymulacja obszaru mózgu, na którym już prowadziłem operacje - tłumaczy. Na razie nie może iść w tym kierunku. - Leczenie tych uzależnień jest jeszcze na etapie kosztownych badań, prowadzonych w USA i Niemczech, a przełomem, który pozwoli wprowadzić tę metodę do klinik, będzie opublikowanie wyników badań
- wyjaśnia profesor.

Genom prawdę ci powie...


Naukowcy szukają przyczyn chorób w genomie człowieka. Można już go badać fragment po fragmencie, poszukując mutacji genowych. - Każdy z nas jest nosicielem jakichś mutacji. Te słabsze, tzw. recesywne, mogą się w ogóle nie ujawnić, zaś te silne mogą spowodować zmiany w strukturze białka, zaburzyć jego funkcjonowanie i doprowadzić do choroby - tłumaczy profesor Olga Haus, która kieruje Katedrą i Zakładem Genetyki Klinicznej CM UMK. Uspokaja, że nie wszystkie zmiany z genach muszą się zakończyć chorobą, ale na pewno wiążą się z jej ryzykiem. Z uwagą śledzi nowiny genetyczne. - W tym roku po raz pierwszy była próba zahamowania zespołu Downa, choroby wywołanej przekroczoną o 50 proc. dawką genów chromosomu 21 (są trzy zamiast dwóch; po jednym od mamy i taty). W dużym uproszeniu ten eksperyment polega na zahamowaniu przekazu informacji genowej - profesor mówi o badaniu, którego pozytywny wynik oznaczałby przełom w genetyce.

W placówce, kierowanej przez prof. Olgę Haus, bada się m.in. genetyczne przyczyny niepowodzeń prokreacji oraz dziedzicznych nowotworów. Naukowcom marzy się

zatrzymanie plagi bezpłodności,


która rozwija się w zastraszającym tempie, zwłaszcza wśród mężczyzn. - Przyczyn jest wiele, jedną z nich jest nosicielstwo aberracji chromosomowych u jednego z partnerów, która powoduje wady płodu - tłumaczy prof. Haus. Cieszy ją, że państwo objęło programem opieki pary zdecydowane na zapłodnienie in vitro, ale przyszłym rodzicom zdecydowanie radzi, by poddali się badaniom prenatalnym. - Są jakieś powody tej bezpłodności, więc niewykluczone są wady genetyczne, które mogą wpłynąć na dziecko, warto więc w 15-16 tygodniu ciąży zdecydować się na amniopunkcję, czyli wejście (przez nakłucie powłok brzusznych) do płynu owodniowego, w którym pływa płód i pobranie takiej dawki, która mu nie zaszkodzi, a pozwoli wykonać analizę w kierunku mutacji genowej - wyjaśnia profesor Haus.

Jeszcze lepsze, jej zdaniem, jest badanie preimplantacyjne, czyli pobranie komórki zarodka na etapie dzielenia, przed wszczepieniem go do macicy. - Jeśli rodzice są obciążeni ciężką chorobą i nie chcą jej przenieść na dziecko, mają szansę tego uniknąć, gdy do macicy wszczepi się tylko zdrowe zarodki - tłumaczy Olga Haus.
Wśród medycznych nowinek robi wrażenie laboratoryjne wyprodukowanie mini nerki i mini wątroby, a nas powinno ucieszyć, że
będą przeszczepiać wątrobę w „Juraszu”.

- Przymierzaliśmy się do tego przedsięwzięcia od kilku lat, ale dopiero rozbudowa szpitala stworzyła odpowiednie warunki, w tym zaplecze anestezjologiczne, które do minimum zmniejszy ryzyko powikłań po przeszczepie

- mówi dr hab. Maciej Słupski, kierujący Kliniką Chirurgii Wątroby i Chirurgii Ogólnej w Szpitalu Uniwersyteckim nr 1 im. Jurasza w Bydgoszczy. Doktor Słupski uczył się przeszczepiać wątrobę w Paryżu, w jednym z wiodących ośrodków transplantacyjnych na świecie, a zespół, który będzie przeprowadzał takie zabiegi w Bydgoszczy, szkoli się w warszawskiej klinice prof. Marka Krawczyka przy ul. Banacha. - Jeśli wszystko pójdzie dobrze i uzyskamy pozytywną opinię audytorów i ministerstwa zdrowia, zaczniemy przeszczepy wątroby w II połowie 2015 r. - informuje Maciej Słupski. W Polsce wykonuje się rocznie ok. 300 takich przeszczepów. W „Juraszu” przymierzają się do czterdziestu.