Próbują zbudować serce

Autor: Zbigniew Konarski | 6 lutego, 2005

Biotechnolodzy z Zabrza pracują nad stworzeniem żywej zastawki serca. Ale do skończenia badań brakuje im pieniędzy

Maks boi się dźwięku syreny karetki pogotowia. Od zawsze. – To dlatego, że gdy się urodziłem, miałem operację i pamiętam, jak wieźli mnie na sygnale do szpitala – mówi, myszkując w paterze pełnej czekoladowych ciasteczek.
– Raczej trudno uwierzyć, że jego pamięć sięga tak daleko – powątpiewa jego mama, Małgorzata. – Ale kto wie? On boi się także odgłosu piły mechanicznej. A przecież właśnie czymś takim rozcinali mu klatkę piersiową.
Maks ma trzy lata i ciężką wadę serca. Urodził się z dziurą między komorami, praktycznie bez tętnicy płucnej i bez zastawki, która powinna znajdować się w jej wnętrzu. Przeżył tylko dzięki temu, że jego krew płynęła okrężną drogą, która zwykle raczej wcześniej niż później zamyka się samoistnie.
– Korekcja takiej wady serca to bardzo ciężki zabieg – mówi dr hab. Marek Wites z Kliniki Kardiochirurgii Dziecięcej Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach. – Zwykle przeprowadza się ją w kilku etapach. Maksymilian był jednak w złym stanie. Choć była to ryzykowna decyzja, postanowiliśmy wszystko zrobić za jednym zamachem. Bo w przyszłości prawdopodobnie i tak będzie musiał poddać się kolejnym zabiegom kardiochirurgicznym. A każda kolejna operacja to coraz większe niebezpieczeństwo.
Dokonany w głębokiej hipotermii trudny zabieg naprawy serca małego Maksa przeprowadził dr Piotr Stanek. Załatał dziurę w przegrodzie serca i wszczepił homograft, czyli wypreparowaną z ludzkich zwłok brakującą tętnicę. – Jak dotąd nie pojawiły się objawy wapnienia homograftu, nieco powiększona prawa komora serca też na razie nie budzi większych obaw. Jesteśmy dobrej myśli – mówi dr Stanek.
Jednak wszystko może się jeszcze zdarzyć. Mimo że dr Stanek wszczepił homograft tak, by rozszerzał się w miarę rozwoju organizmu, za kilka lat pewnie trzeba będzie go wymienić. Potem być może znowu. I znowu… Małgorzata i Rafał, rodzice Maksa, marzą więc, by ich syn otrzymał kiedyś prawdziwą, żywą tętnicę. No i zastawkę. Fantazja? Niekoniecznie.
– Wiemy, że na świecie próbuje się hodować tkanki z komórek macierzystych pobranych z krwi pępowinowej. Gdy więc urodził się nasz drugi syn, Pawełek, zdecydowaliśmy się na pobranie krwi z jego pępowiny. Nie udało się. Krew została zainfekowana – Rafał kładzie na stole list z banku komórek. – Ale właśnie wtedy dowiedzieliśmy się, że badania nad nowym rodzajem biologicznych zastawek serca prowadzone są w Zabrzu.
Małgorzata już dzwoniła do Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii prof. Zbigniewa Religi. Po tym telefonie znów wróciła jej nadzieja.

Biotechnolodzy

Kiedyś pacjentom wszczepiano wyłącznie mechaniczne protezy zastawek. W Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii udało się jednak stworzyć rewelacyjną, jedną z najlepszych na świecie, zbudowaną z ludzkiej tkanki zastawkę biologiczną. Prof. Religa wszczepił ją po raz pierwszy w 1995 r. Od tamtego czasu uratowała życie dziesiątkom śmiertelnie chorych ludzi. Jednak po ośmiu, najwyżej dziesięciu latach zastawka ulega degeneracji. Zabrzańscy naukowcy wciąż więc szukają lepszego rozwiązania. Wiele wskazuje na to, że są na dobrej drodze…
Pracują we troje. Poznali się jeszcze na studiach, na Wydziale Biologii Uniwersytetu Śląskiego. Ich szef, Piotr Wilczek, nie ma jeszcze 40 lat. Jest biologiem i doktorem nauk medycznych. Dr Tomasz Rusin kończył studia pod koniec lat 80. Annę Barańską, ostatnią i najmłodszą z tej trójki, pamięta jeszcze jako studentkę, która przychodziła do niego na ćwiczenia. Od mniej więcej dwóch lat w Instytucie Protez Serca zabrzańskiej fundacji tworzą zespół naukowy Pracowni Biotechnologii. Mają nadzieję, że kiedyś uda się im odtworzyć cały mięsień sercowy. To jednak melodia odległej jeszcze przyszłości. Na razie próbują wyhodować w laboratorium prawdziwą, żywą zastawkę serca. Jeśli tego dokonają, będą pionierami w skali światowej. Medycyna jak dotąd zna tylko jeden przypadek zrekonstruowania zastawki metodami inżynierii tkankowej.

Pieniądze

Zespół dr. Wilczka powstał wiosną 2003 r. Wtedy po raz pierwszy złożył do Komitetu Badań Naukowych wniosek o przyznanie funduszy na rozpoczęcie badań nad nową generacją zastawek biologicznych. Niestety, odpowiedź była odmowna. Ten etap badań fundacja sfinansowała więc ze środków otrzymywanych od darczyńców. Wiosną 2004 r. złożono kolejny wniosek. Tym razem pieniądze potrzebne są na zakup aparatury. W pracowni nie ma bowiem nawet przyzwoitego mikroskopu. – Poważniejsze badania mikroskopowe musimy zlecać innym instytutom – w głosie dr. Wilczka pobrzmiewa nutka zażenowania. – Tyle że to przecież już nie to samo…
Na odpowiedź jeszcze czekają. I wciąż mają nadzieję, że dostaną te pieniądze.
Trzeci wniosek – o grant na rozpoczęcie eksperymentów na zwierzętach – właśnie jest przygotowywany. O nim mówią jednak niechętnie. Boją się zapeszyć. – Nasza koncepcja jest naprawdę bardzo obiecująca, ale jeśli KBN nie przyzna nam grantu, badania nad polską zastawką nowej generacji po prostu staną – mówią zabrzańscy biotechnolodzy. – Jeśli nie my, to wcześniej czy później ktoś inny gdzieś na świecie wprowadzi takie zastawki do praktyki klinicznej. Ale będą już kosztować cztery, pięć razy więcej.

Miedzy życiem a śmiercią

Mamy krzątają się przy małych pacjentach. W kuchni młody ojciec podgrzewa butelkę z mlekiem. Domową atmosferę zakłócają nagle odgłosy dobiegające z korytarza. Przez szklane wahadłowe drzwi pielęgniarki wtaczają łóżeczko z niemowlakiem. Dr Stanek właśnie przed chwilą skończył zaszywać dziurę w jego sercu. Lekarz spogląda jeszcze na ekran kardiomonitora. Wreszcie zmęczony siada na stojącym w dyżurce fotelu. – Maks miał trochę szczęścia w nieszczęściu. Brak zastawki tętnicy płucnej tylko nieznacznie ogranicza jego fizyczną wydolność. Ale kilka dni temu mieliśmy tu noworodka, który nie miał zastawki mitralnej. Bez niej człowiek po prostu umiera. Dziecko uratowaliśmy, ale zastawka, którą wszczepiliśmy, nie będzie rosła razem z sercem. Gdybym mógł mu wszyć prawdziwą, żywą, taką, nad którą pracują u prof. Religi, miałoby naprawdę wielką szansę na normalne życie…

*

Czas na badania na zwierzętach

Zastawka serca to gąbczasty szkielet, na którym utkane są komórki. Najpierw z owego szkieletu, czyli tzw. macierzy, usuwane są wszystkie komórki dawcy. Potem macierz trzeba pokryć pobranymi od przyszłego biorcy jego własnymi, dorosłymi komórkami i zmusić je do wzrostu w warunkach laboratoryjnych.
To właśnie jest sedno sprawy – tak wyhodowana zastawka będzie żywą tkanką, a organizm dawcy rozpozna ją jako własną. Nie odrzuci więc przeszczepu. Co więcej, po pewnym czasie obce cząsteczki samej macierzy powinny zostać wchłonięte przez organizm biorcy i zastąpione jego własnym, biologicznym budulcem. Możliwe, że w taki sam sposób będzie można kiedyś hodować również naczynia krwionośne oraz inne organy.
Sama idea jest stosunkowo prosta. Otóż fibroblasty, czyli komórki tkanki łącznej, mogą w pewnych warunkach przekształcać się w inny rodzaj komórek. Także w takie, które tworzą tkankę zastawki serca. Rzecz tylko w tym, by poddawały się transformacji zgodnie z planem i pod kontrolą. – Do niedawna panowało przekonanie, że ludzkie komórki będą zmieniać swoje cechy i budowę jedynie pod wpływem czynników chemicznych – mówi szef zespołu, dr Piotr Wilczek. – Okazało się, że dla osiągnięcia oczekiwanych zmian molekularnych trzeba je poddać także stymulacji mechanicznej. Poszliśmy właśnie tym tropem.
Biotechnologom z fundacji udało się już opracować skuteczną technikę preparowania macierzy zewnątrzkomórkowej. Potrafią izolować komórki śródbłonka, potrzebne do jej wyścielenia. Wiedzą, jak je hodować i nasiewać na macierz. Teraz muszą całą tę wiedzę zweryfikować w badaniach na zwierzętach. Do tego potrzebne są jednak pieniądze. Duże pieniądze.