Sztuczna trzustka z drukarki


Program, w ramach którego ma powstać bioniczna trzustka ruszył ponad rok temu. Pod kierunkiem dr. Michała Wszoły trwają próby stworzenia trzustki wydrukowanej w drukarce 3D. Na jakie problemy natknęli się naukowcy? Komu pomoże bioniczna trzustka? Ile czasu potrwają jeszcze badania?

Jak w praktyce wygląda proces drukowania narządów?
dr hab. med. Michał Wszoła: Pierwszy druk przy wykorzystaniu komórek był wykonany w 2004 r. na zwykłej drukarce Hewlett-Packard. Biodrukarka nie jest niczym innym niż udoskonaloną zwykłą drukarką do papieru. Większość osób już wie, jak wygląda drukarka 3D – jest to sześciokątne pudełko, w którym zazwyczaj drukuje się przy wykorzystaniu plastiku. Podczas gdy do kartridża zwykłej drukarki wkłada się atrament, do drukarki 3D polimery plastiku. W przypadku biodrukarki kartridże wypełnia się komórkami bądź zawiesinami komórek zanurzonymi w odpowiednim biotuszu. Sam proces drukowania wygląda bardzo podobnie – jedna warstwa przechodzi w drugą warstwę. To nie jest nic magicznego, to wszystko są proste rzeczy. Gdy przyjechał do nas TVN to byli rozczarowani, że to jest tak mało spektakularne (śmiech).

Projekt stworzenia bionicznej trzustki jest finansowany w ramach programu Strategmed III i potrwa do końca 2019 r. – jakie postawili sobie Państwo cele?
M.W.: Mam nadzieję, że na koniec 2019 r. będziemy mogli powiedzieć: mamy technologię i umiejętność drukowania bionicznej trzustki. Jesteśmy gotowi do tego, żeby zobaczyć, czy trzustka przez nas wydrukowana będzie skutecznie działała u pacjenta z cukrzycą. Czyli kończymy na fazie badań przedklinicznych i pokazujemy bioniczną trzustkę, którą potrafimy wyprodukować. Kolejnym etapem będzie oczywiście zdobycie wszystkich pozwoleń – to może zająć od półtora do dwóch lat. Wtedy będziemy mogli wejść w fazę badań klinicznych. Moim marzeniem jest to, żeby tę bioniczną trzustkę przeszczepić. Nie robimy tego przecież po to, by tworzyć dla samego tworzenia. Chciałbym za kilka lat, gdy znów się spotkamy, móc powiedzieć, że wyprodukowaliśmy trzustkę, która jest skuteczna.

A co jeśli okaże się, że bioniczna trzustka nie działa?
M.W.: Nawet, jeśli metoda okaże się nieskuteczna, a efekt terapeutyczny nie będzie taki, jakiego oczekiwaliśmy, ważne żebyśmy mogli powiedzieć: Podjęliśmy próbę, a nasze badania doprowadziły do konkretnego wyniku – wiemy już, co działa, a co należy poprawić. Być może będziemy musieli powiedzieć, że na tym etapie nie mamy pomysłu, jak rozwiązać problemy, które napotkaliśmy po drodze. To też wbrew pozorom ważna wiedza… aczkolwiek wolałbym wyprodukować trzustkę, która będzie skuteczna.


Jak w praktyce wyglądałby taki przeszczep? Co po kolei będzie się działo z pacjentem?

M.W.: Najpierw pobierzemy od pacjenta komórki macierzyste, które namnożymy i przekształcimy w komórki produkujące insulinę i glukagon. Potem umieścimy w drukarce i wydrukujemy bioniczny narząd, który przez kilka dni będziemy hodować. Następnie wykonamy zabieg chirurgiczny – transplantację.

Jak wygląda pobranie komórek macierzystych?

M.W.: Komórki macierzyste mogą pochodzić z różnych źródeł. Wszystko będzie zależało od tego, które źródło okaże się lepsze. Jeśli lepsze wyniki z punktu widzenia naszego projektu dadzą komórki pozyskiwane ze zwykłej krwi obwodowej – to będzie to polegało na zwykłym pobraniu krwi. Jeśli okaże się, że lepszym źródłem jest tkanka tłuszczowa lub tkanka podskórna to będzie to biopsja w znieczuleniu miejscowym, czyli pobranie niewielkiej ilości tkanki tłuszczowej, z której komórki będą izolowane. Z punktu widzenia pacjenta będzie to mało obciążające. Obciążające jest to, co się będzie działo później – zabieg chirurgiczny.

Cukrzyca typu 1 jest chorobą autoimmunologiczną – własny układ odpornościowy z nieznanych przyczyn atakuje i niszczy komórki trzustki. Równie dobrze może zaatakować nową, przeszczepioną trzustkę. Jak z tym problemem zamierzają sobie Państwo poradzić?
M.W.: Najlepszym rozwiązaniem byłaby odpowiednio wczesna diagnostyka, stworzenie krótkiego i jednoznacznego testu, który zidentyfikuje osoby, u których rozpoczyna się proces autoagresji, a następnie wyłączenie tego procesu. To byłoby rozwiązanie idealne i niewykluczone, że tak będzie za 20 lat. W przypadku transplantacji trzustki, chcemy „oszukać” układ autoimmunologiczny. Mamy nadzieję, że komórki macierzyste, które przekształcimy w komórki produkujące insulinę i glukagon, nie będą rozpoznawane przez układ odpornościowy, jako komórki, które trzeba zniszczyć, z tego względu, że markery występujące na powierzchni tych komórek, będą trochę inne niż te występujące na wyspach trzustkowych. W związku z tym być może cukrzycę typu 1 będziemy musieli podzielić na kilka podtypów i okaże się, że u pacjentów, u których występują określone przeciwciała można „oszukać” układ immunologiczny, a w innej grupie nie ma takiej możliwości i będzie konieczność stosowania immunosupresji (leków zapobiegających odrzuceniu narządu) pomimo, że będzie to trzustka stworzona z własnych tkanek i komórek. Takie ryzyko istnieje i bierzemy to pod uwagę.

W powszechnym przekonaniu przeszczep trzustki 3D pozwoli wyleczyć z cukrzycy – taką wizję często kreślą media…
M.W.: Nawet, jeśli wszystko pójdzie idealnie i uda się w 120%, to trzeba jasno powiedzieć, że nie będzie to cudowne lekarstwo na cukrzycę. Wobec możliwości, jakie mają obecnie pacjenci z cukrzycą i nowoczesnej insulinoterapii, przeszczep nie jest rozwiązaniem dla wszystkich. Ryzykowanie zdrowiem, a nawet życiem pacjenta (a z tym wiąże się zabieg przeszczepienia narządu) tylko dlatego, że pacjent nie może się psychicznie pogodzić z koniecznością insulinoterapii, w moim odczuciu nie jest wystarczające. Do przeszczepu kwalifikuje się tylko pewna grupa osób z cukrzycą (są to m.in. osoby z cukrzycą typu 1
z niedocukrzeniami zagrażającymi życiu i nieświadomością glikemii oraz osoby po utracie trzustki – przyp. red.). Należy spojrzeć na to od innej strony. W Polsce mamy ok. 200 tys. pacjentów z cukrzycą typu 1, z tego ok. 5% kwalifikuje się do przeszczepu – to jest ok. 10 tys. pacjentów, a przeszczepów wykonuje się zaledwie kilkadziesiąt rocznie – problemem i ograniczeniem transplantologii jest przede wszystkim brak narządów (dawców). Jeśli dzięki możliwości drukowania trzustki będziemy mogli zaproponować nie kilkadziesiąt, ale kilka tysięcy przeszczepów rocznie – będzie to rewolucja. Być może po wykonaniu pierwszych prób okaże się, że wyniki przeszczepu bionicznej trzustki są tak rewelacyjne, że grupa osób kwalifikowanych do zabiegu będzie się rozszerzała. Bo np. okaże się, że zabieg jest niezwykle mało obciążający, nie stanowi dużego zagrożenia dla pacjentów, można go szybko wykonać, pacjent szybko dochodzi do rekonwalescencji, a narząd działa doskonale. Mając takie założenia, można będzie myśleć o rozszerzeniu potencjalnej grupy pacjentów do przeszczepu, ale aby udzielić takich odpowiedzi, będziemy potrzebować kolejnych lat

Drukowanie narządów 3D i przeszczepiania ich ludziom brzmi jak literatura science fiction. Czy 20 lat temu myślał Pan o tym, że będzie pracował nad czymś tak niesamowitym?
M.W.: Określenie „praca” wydaje mi się nieadekwatne w tym kontekście. Praca kojarzy mi się z przyjściem, odbiciem karty, zrobieniem swojego i wyjściem do domu. To jest pasja, coś czym człowiek żyje 24 godziny na dobę. Dlatego nie nazwałbym tego pracą.
Jak to się stało, że trafiłem do tego punktu? Na pewno 20 lat temu nie spodziewałem się, że będę pracował nad projektem drukowania narządów 3D. Nawet mi się to nie śniło. Odkąd pamiętam, chciałem być lekarzem, chciałem rozwijać naukę i poszerzać wiedzę – to była moja pasja od zawsze. Idąc na studia medyczne byłem w niewielkim gronie osób, które twierdziły, że nigdy nie zostaną chirurgami (większość studentów pierwszego roku medycyny chce specjalizować się w chirurgii). Jednak po praktykach wakacyjnych zakochałem się chirurgii. Szczególnie ciekawa wydała mi się transplantologia, jako ta dziedzina chirurgii, która leczy nie przez zabieranie, ale przez dodawanie. U podstaw chirurgii leży bowiem założenie, że coś, co jest chore należy wyciąć, natomiast transplantologia daje coś nowego, zastępuje, czyli idzie krok dalej. Według mnie transplantologia jest kolejnym etapem rozwoju chirurgii. Zajmując się już konkretnymi przypadkami w transplantologii spotykałem się z różnymi problemami – zawsze dążyłem do ich rozwiązania. Przekonanie, że transplantologia jest niezwykła, ale daleko jej do doskonałości, doprowadziło mnie do miejsca, w którym dziś jestem, do tego, czym się teraz zajmuję. Widzę, co trzeba jeszcze poprawić, usprawnić i mam pomysły, jak to zrobić. Dlatego daleko w moim odczuciu do nazwania tego „pracą”.

Czy jest pan w stanie wyobrazić sobie, co będzie za 20 lat? Na jakim etapie będzie transplantologia?
M.W.: Co będzie za 20 lat? …to jest bardzo dobre pytanie. Na pewno nie będzie to wyglądało tak, jak teraz. Transplantologia rozwinie się w kilku przynajmniej kierunkach, bo jak się spojrzy na to, co chcielibyśmy osiągnąć, to nie jestem w stanie zawyrokować co za 20 lat będzie działo się w ogóle w medycynie. Jeśli jednak skupię się tylko na transplantologii – przeszczepianiu nerek, trzustki, wątroby, serca, płuc, to wiem, co chcielibyśmy osiągnąć: chcielibyśmy mieć narządy spersonalizowane dostępne od zaraz; chcielibyśmy, żeby nie było konieczności stosowania immunosupresji; żeby zabieg był w miarę mało inwazyjny i żeby narząd przeszczepiony jak najdłużej funkcjonował. Więc teoretycznie założenia dla każdego narządu są takie same, ale jak się później okaże, znalezienie odpowiedzi dla każdego z tych narządów poprowadzi nas w zupełnie innym kierunku. Inaczej będzie się rozwijała transplantologia serc, bo może się okazać, że pompy mechaniczne są zdecydowanie lepsze i bardziej wydajne niż przeszczepy tkankowe czy drukowane przy pomocy drukarki 3D. W przypadku przeszczepu nerki, może się okazać, że najlepszym rozwiązaniem będzie regeneracja i zastosowanie samych komórek macierzystych. Jeszcze inne rozwiązania mogą się pojawić w przypadku przeszczepu wątroby. Transplantologia może pójść w kilku różnych kierunkach i tak się wyspecjalizować, że osoba, która będzie zajmować się wszczepianiem mechanicznego serca, nie będzie znała się na przeszczepie nerki i nawet nikt nie będzie tego od niej wymagał. Dalsza specjalizacja – myślę, że transplantologia pójdzie w tym kierunku.

Rozmawiała: Anna Michnikowska


dr hab. med. Michał Wszoła
Chirurg ogólny, transplantolog. Zajmuje się przeszczepami trzustki, wysp trzustkowych oraz nerki. Brał udział w pierwszym przeszczepie wysp trzustkowych w Polsce (2008 r.) i w pierwszym przeszczepie samej trzustki (2010 r.). W 2013 r. jako pierwszy na świecie wykonał endoskopowe przeszczepienie wysp trzustkowych pod śluzówkę żołądka – zabieg ten jest proponowany chorym z powikłaną cukrzycą i pacjentom z przewlekłym zapaleniem trzustki.
Dr Michał Wszoła został odznaczony brązowym Krzyżem Zasługi przez Prezydenta Lecha Kaczyńskiego, Złotym Krzyżem Zasługi przez Prezydenta Andrzeja Dudę. Jest Laureatem Nagrody Prezesa Rady Ministrów – Donalda Tuska.

Tags

You may also like...

0 thoughts on “Sztuczna trzustka z drukarki”

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *