Polscy naukowcy stworzyli rewolucyjną bioniczną trzustkę. Teraz chcą rozwinąć skrzydła
Przed rokiem polskim naukowcom udało się za pomocą drukarki 3D wydrukować pierwszy na świecie w pełni unaczyniony prototyp bionicznej trzustki. W żadnym wypadku nie spoczęli jednak na laurach: w dalszym ciągu ciężko pracują nad udoskonaleniem narządu, a do tego planują otwarcie Europejskiego Centrum Biotechnologii Medycznej, w którym mogliby wdrożyć bioniczną trzustkę.
Już 12 marca 2020 roku odbędzie się druga edycja aukcji charytatywnej na rzecz Fundacji Badań i Rozwoju Nauki. Jak przed rokiem, zamiast standardowych obrazów licytowane są tam niezwykłe fotografie wykonane mikroskopem podczas prac nad bioniczną trzustką. Zebrane środki zostaną przeznaczone na budowę Europejskiego Centrum Biotechnologii Medycznej.
Z okazji zbliżającej się aukcji mieliśmy okazję porozmawiać z kierownikiem projektu, dr. hab. med. Michałem Wszołą, chirurgiem transplantologiem i przewodniczącym Rady Naukowej Fundacji Badań i Rozwoju Nauki. Opowiedział nam o tym, na jakim etapie znajdują się prace nad bioniczną trzustką, co jest jeszcze do zrobienia i czym dokładnie będzie się zajmowało planowane centrum.
Kiedy przed rokiem rozmawiał pan z naszym serwisem, pracowali państwo nad drugim potrzebnym do stworzenia bionicznej trzustki biotuszem oraz byli w trakcie drukowania całej trzustki. Co się od tego czasu zmieniło?
Przede wszystkim, w połowie marca 2019 r. udało nam się wydrukować pierwszy na świecie w pełni unaczyniony prototyp bionicznej trzustki. Zdołaliśmy wytworzyć obydwa specjalne biotusze, dzięki którym taki skomplikowany organ można było wytworzyć: zarówno układ naczyniowy, jak i zasadnicze ciało, z którego składa się trzustka.
Do tego stworzony przez nas układ naczyniowy, drukujemy łącznie z komórkami śródbłonka, pobieranymi od konkretnej osoby, dla której to ewentualnie miałoby być przygotowane.
Skąd w ogóle wzięła się potrzeba stworzenia bionicznej trzustki? To wszak narząd, który jest przeszczepiany. Aż tyle osób na przeszczep czeka?
Tak naprawdę jeśli chodzi o przeszczepy trzustki, to musimy mówić o dwóch rzeczach: osobach oczekujących na przeszczep oraz tych, które powinny na niego oczekiwać.
Przeszczep trzustki jest trudnym zabiegiem, więc wykorzystany do niego narząd musi być idealny – a takich mamy naprawdę niewiele. Łatwiej jest z przeszczepami samych wysp trzustkowych, one jednak nie są tak skuteczne w odwracaniu cukrzycy, jak cały narząd.
Z powodu tych ograniczonych możliwości do przeszczepu klasyfikuje się więc tylko osoby, co do których mamy absolutną pewność, że potrzebują przeszczepu. W tym momencie na liście oczekujących znajduje się kilkadziesiąt osób; tymczasem powinno ich być kilka tysięcy.
Możliwość wydrukowania tego narządu w drukarce 3D rozwiązałoby takie problemy?
Jeśli mówimy o naszym ostatecznym produkcie, czyli bionicznej trzustce wydrukowanej z wykorzystaniem wysp trzustkowych pochodzących z komórek macierzystych pacjenta i układu naczyniowego wydrukowanego z komórek śródbłonka również pochodzących od pacjenta – to nie ma najmniejszej wątpliwości, że to całkowicie rozwiąże ten problem.
Drukowanie narządu całkowicie uniezależnia nas od potencjalnego dawcy. Nie ma żadnego oczekiwania na narząd do przeszczepienia. Zamiast tego pacjent przychodzi, pobieramy od niego komórki, izolujemy odpowiednie frakcje komórkowe, następnie transformujemy w kierunku komórek produkujących insulinę, glukagon, wytwarzamy z nich wysepki trzustkowe, wkładamy do drukarki 3D i po wydrukowaniu narządu przeszczepiamy go pacjentowi.
Dzięki bionicznej trzustce tworzonej w drukarce 3D chory potrzebujący przeszczepu nie jest uzależniony od dawcy.•Fot. Fundacja Badań i Rozwoju Nauki
Przyznaję, brzmi to bardzo dobrze, łatwo się tłumaczy – ale to wciąż jest pieśń przyszłości. Jeżeli chodzi o wyspy trzustkowe, to na chwilę obecną nasza technologia transformacji komórek macierzystych w kierunku komórek produkujących insulinę i glukagon nie jest jeszcze na tyle doskonała, żebyśmy mogli ją wykorzystać. Na tym etapie, na potrzeby badań naukowych, wykorzystujemy więc wyspy trzustkowe pobrane od zwierząt, a konkretnie od świń.
Jakie jeszcze wyzwania stoją w tym momencie przed państwem?
We współpracy z Instytutem (Biologii Doświadczalnej im.) Nenckiego cały czas pracujemy nad procesem transformacji komórek macierzystych. Z kolei razem z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym prowadzimy badania na myszach, w ramach których udowodniliśmy, że materiał, który wszczepiamy i biotusze nie są toksyczne i szkodliwe dla komórek.
Aktualnie przygotowujemy się do doświadczeń na dużych zwierzętach, czyli właśnie na świniach. Zanim to się zdarzy, musimy jeszcze wzmocnić naszą trzustkę od strony mechanicznej, sprawić, że ona będzie o wiele bardziej wytrzymała.
Tak naprawdę to już się do niej przygotowujemy! Prowadzone są rozmowy z europejskimi ciałami ustawodawczymi, żeby odpowiednio zakwalifikować, czym nasza bioniczna trzustka tak naprawdę jest.
To znaczy, że są w tej sprawie jakieś wątpliwości?
Proszę pamiętać, że mówimy o bardzo złożonej konstrukcji. Z jednej strony wykorzystujemy tutaj komórki macierzyste oraz wyspy trzustkowe które są tkanką – to tak naprawdę małe narządy. Z drugiej strony pobieramy od pacjenta komórki śródbłonka. Do tego jeszcze mamy materiał, który jest de facto wyrobem medycznym – mam na myśli nasze biotusze.
A ponieważ te wszystkie rzeczy łączymy za pomocą zaawansowanej technologii, sprawa robi się skomplikowana. Zanim zaczniemy fazę kliniczną badań, musimy wiedzieć, jak bioniczną trzustkę zakwalifikować z prawnego punktu widzenia. Ta decyzja również wyznaczy nam drogę, którą drukowana trzustka będzie musiała przejść, gdybyśmy mieli ją wdrażać do kliniki.
W ramach tegorocznej aukcji zbierają jednak państwo pieniądze na znacznie większy cel: stworzenie specjalnego centrum badawczego.
Tak, dokładnie. Tak naprawdę to wszystko skupia się wokół większego projektu, nad którym cały czas pracujemy. Mowa o budowie Europejskiego Centrum Biotechnologii Medycznej. Bo tak naprawdę żeby wejść do kliniki, żeby móc tę technologię wdrożyć do kliniki, to musimy stworzyć dedykowane do tego centrum.
Prace nad tym miejscem są już zaawansowane, mamy wstępnie ustalone miejsce, gdzie to miałoby powstać. Szacujemy, że jeżeli wszystko pójdzie tak, jak planujemy, to w przeciągu trzech lat – akurat wtedy, kiedy będziemy mogli wdrażać naszą technologię do kliniki – to centrum rozpocznie swoje funkcjonowanie.
Podczas aukcji charytatywnej na rzecz Fundacji Badań i Rozwoju Nauki będą licytowane fotografie wykonane
mikroskopem podczas prac nad bioniczną trzustką. Zebrane pieniądze wspomogą budowę Europejskiego Centrum Biotechnologii Medycznej.•Fot. Fundacja Badań i Rozwoju Nauki
mikroskopem podczas prac nad bioniczną trzustką. Zebrane pieniądze wspomogą budowę Europejskiego Centrum Biotechnologii Medycznej.•Fot. Fundacja Badań i Rozwoju Nauki
Na chwilę obecną nie mamy takiego miejsca, w którym moglibyśmy w pełni przeprowadzić każdy element tak zaawansowanej terapii, jaką proponujemy. Część rzeczy można by zrobić w jednym miejscu, część w drugim – ale nie ma jednego, w którym będzie można przeprowadzić kompleksowo cały proces, a tak trudna i zaawansowana technologia nie może się nie udać dlatego, że jeździmy z materiałem – czyli naszą bioniczną trzustką po całej Polsce.
Prawdę mówiąc, nie wyobrażam sobie, że w jednym miejscu będziemy wykonywali transformowanie komórek macierzystych, w drugim drukowanie i tak dalej. Teoretycznie są zasady bezpiecznego transportu takich komórek, ale od strony organizacyjnej i technicznej jest to tak dużym problemem, że zdecydowanie lepiej, żeby to wszystko było w jednym miejscu.
Czy w tym planowanym centrum będą państwo zajmowali się tylko przeszczepami?
Na pewno będą tam prowadzone badania naukowe. Ten nasz wydrukowany narząd, to wszystko co osiągnęliśmy do tej pory stanowi podstawę do zupełnie innego kierunku badań. Tak naprawdę po wydrukowaniu ciała narządu możemy do niego wprowadzać inne typy komórek.
Wykorzystując różnego rodzaju komórki nowotworowe możemy wydrukować narządy razem z jakąś chorobą, z guzem, który może być doskonałym modelem badawczym.
Mamy nadzieję, że uda nam się stworzyć program, który umożliwi przeprowadzenie badań, które mogłyby doprowadzić do znacznego ograniczenia konieczności prowadzeni badań na zwierzętach: właśnie dzięki możliwości drukowania narządów – to również leży na sercu wszystkim pracującym w Fundacji.
Serwis INNPoland.pl jest patronem medialnym aukcji charytatywnej "Bioniczne rewolucje", organizowanej przez Fundację Badań i Rozwoju Nauki.