Bioniczna trzustka czeka na rozpoczęcie badań klinicznych. To nadzieja dla wielu chorych z przewlekłym zapaleniem trzustki i poważnymi powikłaniami wynikającymi z cukrzycy typu 1. – To byłby prawdziwy przełom – podkreśla transplantolog dr hab. Michał Wszoła.
Dr hab. n. med. Michał Wszoła / Fot. Fundacja Badań i Rozwoju Nauki
- Przeszczepienie wydrukowanego w technologii 3D narządu byłoby małoinwazyjne
- Bioniczna trzustka 2.0 jest gotowa do tego, by wejść w fazę badań klinicznych
- Trzustka 3.0 zamiast wysepek trzustkowych ma posiadać transformowane komórki macierzyste
- W Polsce 20 tys. osób ma ciężkie powikłania związane z cukrzycą i mogłoby być kwalifikowanych do przeszczepienia
- Wstępny koszt przeszczepienia bionicznej trzustki oszacowano na kwotę nie mniejszą niż 130 tys. euro
Przeszczepienie wydrukowanego w technologii 3D narządu byłoby małoinwazyjne, bez długiego czekania w kolejkach na odpowiedniego dawcę i co najistotniejsze – wszystko wskazuje na to, że byłoby równie skuteczne jak przeszczepienie trzustki pobranej od dawcy. Prace nad bioniczną trzustką trwają od kilku lat. Badacze z Fundacji Badań i Rozwoju Nauki i spółki Polbionica pod kierunkiem dr hab. Michała Wszoły czekają teraz na zielone światło, by rozpocząć badania kliniczne.
Wszystko po to, by dać szansę na normalne życie pacjentom z poważnymi powikłaniami w przebiegu cukrzycy typu 1. To najczęściej uszkodzenia naczyń krwionośnych, które prowadzą do niszczenia narządu wzroku, udarów, amputacji stóp.
Obecnie największym wyzwaniem w transplantologii jest to, że nie ma wystarczającej liczby narządów do przeszczepienia. Poza tym przeszczepienie całej trzustki jest dużym wyzwaniem ze względu na m.in. skomplikowany układ naczyniowy, natomiast przeszczepienie samych wysepek trzustkowych jest obarczone dużą niedoskonałością z tego względu, że w czasie ich izolowania niszczy się układ naczyniowy oraz macierz otaczającą wyspy trzustkowe – tzw. matrix zewnątrzkomórkowy.
To byłby przełom w medycynie
Gdyby udało się doprowadzić do wdrożenia tej technologii, bioniczna trzustka miałaby znaczną przewagę nad przeszczepieniem organu od zmarłego dawcy: chorzy nie byliby uzależnieni od dawców, procedura byłaby mniej inwazyjna, ale jednocześnie równie skuteczna jak przeszczepienie całej trzustki.
– To były trzy najważniejsze elementy tego projektu – podkreśla prof. Wszoła.
Dodaje, że udało się wyprodukować żywy narząd. W tej chwili są dwa rodzaje bionicznej trzustki. Bioniczna trzustka 2.0 jest trzustką gotową do tego, by wejść w fazę badań klinicznych. Składa się z wysp trzustkowych, z komórek śródbłonka, z biomateriałów, które opracował cały zespół badaczy. Imitują one macierz zewnątrzkomórkową znajdującą się wokół wysp trzustkowych. Inny rodzaj biomateriału w połączeniu z komórkami śródbłonka tworzy naczynia.
– Cały proces tworzenia bionicznej trzustki polega na tym, że do jednej strzykawki wrzucamy wyspy trzustkowe zmieszane z jednym biotuszem, który ma postać pasty. Do drugiej wkładamy komórki śródbłonka razem z biotuszem w takiej samej postaci – wyjaśnia prof. Wszoła. – Następnie, przy pomocy komputera, przekładamy warstwy – jedna warstwa wysp trzustkowych, a pomiędzy nią linie układu naczyniowego i komórki śródbłonka. W ten sposób budujemy komputerowo narząd, który rozmiarem i wyglądem przypomina iPhone’a. Faktycznie ma 1 cm grubości, 10 cm długości i mniej więcej 5 cm szerokości, czyli zbliżony jest do naszej biologicznej trzustki. I też ją przypomina, tylko z małym wyjątkiem. Nie produkuje soków trawiennych, a jedynie hormony.
Z kolei trzustka 3.0, czyli ta, nad którą zespół jeszcze pracuje, zamiast wysepek trzustkowych ma posiadać transformowane komórki macierzyste. Jak zaznacza transplantolog, obecnie w Fundacji i Polbionice nie ma jeszcze technologii, która umożliwiałaby przetransformowanie około miliarda komórek, by produkowały insulinę i glukagon.
– Wydaje się, że za trzy, cztery lata będzie to możliwe do osiągnięcia – zaznacza transplantolog.
Bioniczna trzustka czeka na zielone światło
W tej chwili zakończono etap przeszczepiania zwierzętom trzustki 2.0 wyprodukowanej w technologii 3D. Aktualnie powinien rozpocząć się etap przygotowania badań klinicznych z udziałem pacjentów z przewlekłym zapaleniem trzustki i poważnymi powikłaniami w cukrzycy typu 1.
– Ona już się nadaje do przeszczepienia i pomocy ludziom – mówi transplantolog. – Dzięki niej jesteśmy w stanie zwiększyć liczbę transplantacji w stosunku do tego, co jest obecnie. W tym momencie w Polsce 20 tys. osób ma ciężkie powikłania związane z cukrzycą i mogłoby być kwalifikowanych do przeszczepienia. W tym roku przeprowadzono jedynie 7 lub 8 przeszczepień. Dzięki opracowanej technologii moglibyśmy robić 200 czy 300 zabiegów rocznie.
Jest to nadzieja dla wielu pacjentów, bo choć zazwyczaj przeszczepienie trzustki od dawcy zmarłego kończy się sukcesem, to trzeba odpowiednio dobrać grupę pacjentów. – I żeby była jasność – bioniczna trzustka to też od razu nie będzie terapia dla każdego pacjenta, ale dla bardzo określonej grupy, czyli pacjentów, którzy mają powikłania. To ciągle będzie terapia eksperymentalna – podkreśla prof. Wszoła. – Nie jesteśmy w stanie w tej chwili, wykonując przeszczepienia bionicznej trzustki u zwierząt, przewidzieć wszystkiego. Może się okazać, że rezultat u człowieka będzie inny i nasza trzustka będzie musiała być zmodyfikowana.
To nie rocket science
Bioniczna trzustka ma układ naczyniowy, więc musi być połączona z układem naczyniowym pacjenta. Najprawdopodobniej w przypadku człowieka będą to naczynia biodrowe (o ile dojdzie do prób).
– Bioniczną trzustkę umieszczalibyśmy na talerzu biodrowym. Z punktu widzenia transplantologii byłby to jeden z prostszych zabiegów. Mógłby go wykonać nie tylko specjalista od trzustki, ale każdy lekarz, który zajmował się przeszczepieniami. To żaden rocket science z chirurgicznego punktu widzenia – ocenia prof. Wszoła.
Dodaje, że gdyby wszystko poszło zgodnie z planem, za dziesięć lat zabieg wszczepienia bionicznej trzustki można by robić w setkach tysięcy. Trzeba zacząć od badania klinicznego trzustki 2.0, które najprawdopodobniej zajęłyby około trzech lat.
– Proces przygotowania zajmuje dużo czasu. Należy stworzyć linie produkcyjne, odpowiednie systemy kontroli jakości wszystkich materiałów, wybudować odpowiednie przestrzenie laboratoryjne, w których to się będzie odbywało, przeprowadzić testy toksykologiczne. To mogłoby trwać od roku do półtora. Następnie trzeba wystąpić do Europejskiej Agencji Medycznej, która wydaje zgodę na badania kliniczne, które mogłyby potrwać około trzech lat – wylicza transplantolog.
Wstępny koszt przeszczepienia bionicznej trzustki, którą mógłby pokrywać płatnik, czyli NFZ, oszacowano na kwotę nie mniejszą niż 130 tys. euro. Ale – jak zaznacza prof. Wszoła – to „inwestycja”, która zwróciłaby się w niecałe siedem lat. Pacjent po udanym przeszczepieniu nie wymagałby leków i wyrobów medycznych refundowanych z budżetu państwa, mógłby wrócić do normalnej pracy.
– Proszę pamiętać, że to są pacjenci z ciężkimi powikłaniami. Dzięki takiemu przeszczepieniu mogliby wrócić do normalnego funkcjonowania, zacząć pracować i płacić podatki, zamiast pobierać zasiłki – podkreśla prof. Wszoła.
Trzustka, insulina i glukagon
Trzustka pełni dwie główne funkcje: produkuje sok trzustkowy, który trafia do przewodu pokarmowego i pomaga w trawieniu oraz wytwarza niezbędne do przyswajania glukozy hormony.
– W całym narządzie znajdują się wysepki trzustkowe, czyli małe kuleczki, które obejmują w sumie około 1 do 2 proc. całej masy trzustki. Są one niewielkie, ale niezwykle istotne, bo w nich znajdują się komórki produkujące insulinę, glukagon, czyli hormony odpowiadające za utrzymanie odpowiedniego stężenia glukozy we krwi – opisuje działanie tego narządu miąższowego prof. Wszoła.
Podkreśla, że osoby, których wysepki trzustkowe zostały zniszczone w wyniku autoagresji organizmu (tak jak w cukrzycy typu 1) potrzebują zaopatrywania w insulinę z zewnątrz.
– Takie osoby mają wysokie stężenie glukozy we krwi, bo nie produkują insuliny. Aby je obniżyć, muszą podawać ten hormon w zastrzykach (penach) lub za pomocą pompy insulinowej oraz kontrolować cały czas swój poziom glikemii – wyjaśnia lekarz. – Insulina jest hormonem, który łatwo można podawać. Z kolei glukagon nieco trudniej. Podaje się go tylko w sytuacji awaryjnej, gdy stężenie glukozy we krwi spadnie tak, że chory traci przytomność z powodu hipoglikemii. By pacjenta obudzić, robi się zastrzyk z glukagonem, który uwalnia do krwioobiegu zapasy glukozy i w ten sposób mózg może zacząć ponownie funkcjonować.
Jak przypomina prof. Wszoła, kluczowe w rozwoju cukrzycy typu 1 są pewne predyspozycje genetyczne. Jeśli na nie nałożą się jeszcze inne czynniki (np. ostra infekcja wirusowa, silny stres), układ immunologiczny zaczyna zauważać wyspy trzustkowe jako przeciwnika i je niszczy. Cukrzyca nie jest jednak chorobą typowo dziedziczną. Co istotne, najczęściej początek przebiegu choroby jest dość ostry.
