W ciągu roku dializowanych jest 22 000 Polaków. Za 10 lat będzie ich już 40 000 – przewidują lekarze. Żyły wielu z nich nie wytrzymują ciągłych nakłuć – ratunkiem mogą być protezy amerykańskiej firmy Humacyte, wszczepiane w dwóch placówkach medycznych w Europie. Jedna z nich jest we Wrocławiu.
Zespół chirurgów na Uniwersytecie Duke podczas pierwszego przeszczepu protezy Humacyte. Duke Health / Youtube
Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu to pierwsza placówka medyczna w Polsce i druga w Europie, w której wykonuje się trzecią fazę badań polegających na innowacyjnych zabiegach wszczepiania biologicznie wytworzonych protez naczyniowych.
– Z firmą Humacyte nasz szpital współpracuje od końca 2012 roku. Została założona przez grupę wybitnych naukowców w dziedzinie inżynierii tkankowej i chirurgii naczyniowej z uniwersytetów Yale i Duke w Stanach Zjednoczonych, którzy przez kilkanaście lat pracowali nad metodą wyhodowania ludzkiego naczynia krwionośnego poza organizmem człowieka - takiego, które mogłoby być wszczepione każdemu choremu, nie wywołując u niego odpowiedzi immunologicznej i nie wymagającego immunosupresji – mówi nam prof. dr hab. Wojciech Witkiewicz, chirurg naczyniowy i dyrektor Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego we Wrocławiu.
W pierwszej fazie współpracy wybór Humacyte padł na trzy ośrodki w Polsce: Klinikę Chirurgii Naczyniowej i Transplantacyjnej w Warszawie kierowaną przez prof. Szmidta, Klinikę Chirurgii Naczyniowej w Lublinie kierowaną przez prof. Zubilewicza oraz na nasz szpital - Wojewódzki Szpital Specjalistyczny, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy we Wrocławiu, Oddział Chirurgii Naczyniowej i Transplantacyjnej, kierowany przez prof. Wojciecha Witkiewicza.
– Nasz szpital został wybrany, jak nam powiedziano, ze względu na bardzo duże doświadczenie zespołu w zakresie chirurgii dostępów naczyniowych do dializ, doświadczenie ośrodka w prowadzeniu badań klinicznych oraz odpowiednie zaplecze do prowadzenie badania – mówi prof. Witkiewicz.
Podczas pierwszej fazy współpracy wrocławscy chirurdzy wszczepili protezy 20 pacjentom. Było to wyjątkowe wyróżnienie – na całym świecie było jedynie 80 biorców Humacyte. Po pierwszych udanych wszczepieniach, do badań II fazy dołączyły 3 ośrodki uniwersyteckie w USA. W tych 6 ośrodkach w latach 2013-2014 protezy Humacyte wszczepiono 60 chorym ze schyłkową niewydolnością nerek jako dostęp naczyniowy do hemodializ oraz 20 chorym z miażdżycową niedrożnością tętnic kończyn dolnych.
Placówka ponownie została partnerem projektu. Obecnie trwa trzecia faza badań, które mają na celu bezpośrednie porównanie protezy ludzkiej Humacyte z protezą sztuczną. Badania te będą przeprowadzone na grupie 350 chorych w 35 ośrodkach na całym świecie: w USA, Wielkiej Brytanii, Portugalii, Niemczech, Izraelu i w Polsce (Wrocław, Lublin, Warszawa i Poznań). Badanie jest zaplanowane na okres 2 lat. Jeśli wyniki tego dużego badania potwierdzą chociaż w części bardzo dobre wyniki wcześniejsze, w krótkim czasie proteza Humacyte zostanie wdrożona do kliniki. Firma przewiduje, że stanie się to w 2019 roku.
- Takie naczynie udało się wyhodować w specjalnie skonstruowanym inkubatorze i przeprowadzić pierwsze badania na zwierzętach w 2011 roku. Przygotowano wtedy program badań II fazy - pierwszych operacji wszczepienia tej protezy u człowieka i rozpoczęły się poszukiwania odpowiednich do tego ośrodków klinicznych w Europie. Naukowcom zależało na przeprowadzeniu badań w jednym z krajów Unii Europejskiej, ponieważ funkcjonują tu jasne i wystandaryzowane procedury badań klinicznych, gwarantujące wiarygodne wyniki – mówi nam prof. Witkiewicz.
Problem z dializami polega na tym, że chory musi mieć poprowadzoną przetokę – czyli połączenie żyły z tętnicą. Żyły wielu osób są zniszczone przez ciągłe wkłucia. Wtedy na ogół wszczepia im się sztuczną przetokę, wykonaną z politetrafluoroetylenu (PTFE). Problem w tym, że taka „słomka” w ludzkim organizmie dość często źle się przyjmuje, powoduje infekcje i zakrzepy. Amerykańskim naukowcom udało się stworzyć protezę wykonaną na bazie kolagenu – białka występującego w organizmach zwierząt i ludzi. Jej produkcja jest dość skomplikowana. Pobrane od dawców komórki aorty umieszczane są na specjalnym stelażu i przez 8 tygodni stymulowane do produkcji włókien kolagenowych. Kiedy już wyprodukują rurkę, są usuwane. Efektem ich pracy jest przetoka o długości 42 cm i średnicy 6 mm.
– Takie naczynie udało się wyhodować w specjalnie skonstruowanym inkubatorze i przeprowadzić pierwsze badania na zwierzętach w 2011 roku. Przygotowano wtedy program badań II fazy - pierwszych operacji wszczepienia tej protezy u człowieka i rozpoczęły się poszukiwania odpowiednich do tego ośrodków klinicznych w Europie. Naukowcom zależało na przeprowadzeniu badań w jednym z krajów Unii Europejskiej, ponieważ funkcjonują tu jasne i wystandaryzowane procedury badań klinicznych, gwarantujące wiarygodne wyniki – mówi nam prof. Witkiewicz.
Czy protezy nie można wyprodukować w sposób całkiem sztuczny? Profesor Witkiewicz tłumaczy, że to niemożliwe: – Kolagen jest złożoną strukturą białkową, która jak na razie jest produkowana wyłącznie przez komórki tkanki łącznej w procesie biosyntezy. Protezy Humacyte zbudowane są głównie z kolagenu typu I i III oraz z innych białek: fibronektyny i witronektyny. Badania histopatologiczne wykazały, że takie protezy w ciągu kilku miesięcy po wszczepieniu zasiedlane są przez komórki organizmu biorcy i są odpowiednio przebudowywane, stając się prawdziwymi naczyniami krwionośnymi. Sami zaobserwowaliśmy krwawienie z przekroju ściany protezy Humacyte podczas reoperacji, co świadczy o obecności naczyń włosowatych w „protezie”, których wcześniej na pewno tam nie było! – mówi.
– Dzisiaj uważa się, że najlepszym dostępem naczyniowym do dializ jest przetoka z naczyń własnych, czyli połączenie własnej tętnicy z własną żyłą chorego. Kiedy nie ma odpowiedniej żyły nadającej się do zespolenia, wykorzystujemy protezy naczyniowe z PTFE. Myślę, że ludzki bezkomórkowy przeszczep naczyniowy (proteza Humacyte) zastąpi w przyszłości całkowicie protezy z PTFE oraz będzie przydatna u pacjentów ze słabo wykształconymi, głęboko położonymi żyłami, które wprawdzie mogą być wykorzystane jako dostęp do dializ ale sprawiają nawracające i uciążliwe dla chorego i personelu medycznego problemy przy nakłuwaniu przetoki – twierdzi prof. Witkiewicz.
Wyniki badań dotyczące chorych dializowanych zostały opublikowane w prestiżowym The Lancet w maju tego roku. Według tego artykułu, protezy Humacyte, jako dostęp naczyniowy do dializ, są zdecydowanie lepsze od protez z PTFE, są one lepsze nawet od… przetok z naczyń własnych.
Nie jest to jednak jedyne potencjalne zastosowanie wynalazku.
– Proteza Humacyte celowo została użyta w pierwszej kolejności jako dostęp naczyniowy do hemodializ, bo jest to najbardziej wymagające zastosowanie dla protezy naczyniowej u człowieka - takie naczynie jest przewlekle nakłuwane kilka razy w tygodniu grubymi igłami dializacyjnymi i przez to narażone na powtarzający się uraz mechaniczny i infekcje. Jeśli proteza sprawdzi się w tak ekstremalnych warunkach, sprawdzi się doskonale również w innych zastosowaniach: jako by-passy wieńcowe, protezy aorty i tętnic kończyn dolnych w przypadkach ich miażdżycowej niedrożności oraz w przypadkach urazów tętnic obwodowych - protezy Humacyte są bardzo oporne na infekcje, co jest bardzo istotne np. przy zaopatrywaniu urazów na polu walki - nie bez powodu jednym z pierwszych sponsorów badań nad tą protezą był Pentagon – mówi prof. Witkiewicz. - Nasz zespół wszczepił z sukcesem protezy Humacyte grupie pacjentów z miażdżycową niedrożnością tętnic kończyn dolnych – dodaje.
Jeśli wyniki prowadzonego badania klinicznego będą podobne do wyników badań fazy II, według prof. Witkiewicza może nasz czekać rewolucja w chirurgii naczyniowej, a być może w całej chirurgii. – Można przecież wyobrazić sobie wyhodowane w podobny sposób zastawki serca, moczowody, odcinki jelita czy choćby łaty przepuklinowe - wgajające się jak własne tkanki, rosnące wraz z nimi i oporne na zakażenie – mówi profesor.
The Wall Street Journal zaliczył protezę Humacyte do sześciu najbardziej obiecujących innowacji w medycynie i umieścił ją w tym rankingu na pierwszym miejscu. Pani prof. Laura Niklason, jedna z naukowców Humacyte, opublikowała ostatnio doniesienie o wyhodowaniu płuc, które z powodzeniem zostały wszczepione szczurowi. Oczywiście, cena takiej protezy będzie początkowo bardzo wysoka, ale wraz z rozpowszechnieniem się z pewnością spadnie.
