Trzustka szyta na miarę

Trzustka szyta na miarę

Nadzieja dla 10 tys. pacjentów z cukrzycą typu 1

Dr hab. Michał Wszoła – chirurg, transplantolog, przewodniczący Rady Konsorcjum Bionic

W Polsce mamy 3 mln chorych na cukrzycę, 200 tys. choruje na cukrzycę typu 1, a rocznie wykonuje się u nas zaledwie 40 przeszczepów trzustki od zmarłych dawców. Jak wiele osób będzie mogło liczyć na wszczepienie trzustki bionicznej, jeśli wasz program przyniesie pożądane rezultaty?
– Z 200 tys. chorych na cukrzycę typu 1 wyodrębnilibyśmy osoby z ciężkimi powikłaniami. Jest ich ok. 10 tys. Zakładając, że projekt zakończy się w pełni sukcesem klinicznym, właśnie ci pacjenci będą stanowili grupę, która w pierwszej kolejności skorzysta z tego typu rozwiązania.

Konsorcjum tworzące program produkcji sztucznych, ale biologicznie aktywnych trzustek składa się wyłącznie z polskich podmiotów. Czyli cała technologia jest naszym wynalazkiem?
– Zgadza się. Program bionicznej trzustki tworzy Konsorcjum Bionic, składające się z Fundacji Badań i Rozwoju Nauki, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, Wydziału Materiałoznawstwa Politechniki Warszawskiej, Centrum Biostruktury Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, Szpitala Klinicznego Dzieciątka Jezus w Warszawie oraz MediSpace Sp. z o.o. Projekt finansowany jest w ramach programu STRATEGMED przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, rozpoczął się w marcu 2017 r., a zaplanowany jest do końca 2019 r.

Co będzie później?
– W ramach tego przedsięwzięcia zamierzamy wykonać badania przedkliniczne, czyli tylko badania na zwierzętach. Żeby następnie wejść do programu klinicznego, będziemy musieli zdobyć kolejne finansowanie, a wszystkie wymyślone przez nas produkty będą wymagały sprawdzenia, czy są bezpieczne dla pacjenta, i certyfikacji, abyśmy mogli kolejno zastosować je w praktyce klinicznej. Z tego względu nie sądzimy, żeby pierwszy pacjent mógł skorzystać z tej metody leczenia wcześniej niż za cztery-pięć lat. Projekt, którym się zajmujemy, to tworzenie bionicznej trzustki przy pomocy druku 3D i elementów zaawansowanej bioinżynierii wykorzystujących komórki macierzyste i wyspy trzustkowe. Tworzymy funkcjonalny narząd, który będzie produkował insulinę i glukagon z żywych komórek.

Czy można oszacować, jak zaawansowany jest już ten projekt? Wszystko ma powstawać z komórek macierzystych pobieranych od pacjentów, potem laboratoryjnie namnażanych, przekształcanych w „producentów” insuliny i glukagonu i wreszcie poddawanych „drukowaniu” w gotowy narząd.
– Droga do osiągnięcia pełnego sukcesu jest daleka. Po pierwsze, technologia transformacji komórek macierzystych w komórki produkujące insulinę i glukagon nie została jeszcze w pełni dopracowana. I na pewno na tym etapie nie można by jej wykorzystać do prac klinicznych. Natomiast tym, co aktualnie mamy, jest biotusz, który wytworzyliśmy, aby imitować naturalne otoczenie wysp trzustkowych w trzustce, ponadto umiemy biodrukować układ naczyniowy. Ciągle trwają prace nad udoskonaleniem biotuszu do biodruku naczyń.

Ciekawe, z jakich substancji powstaje taki biotusz…
– Tego nie mogę zdradzić, bo myślimy o opatentowaniu całej metody i zastosowanej technologii.

Drukujecie także naczynia krwionośne?
– Tak. Mamy już w tym pewną wprawę. Przecież narząd wszczepiany pacjentowi musi być odżywiany przez jego organizm lub wcześniej przez bioreaktor. Trzeba poprzez krew dostarczać do komórek tlen i glukozę.

Czy na waszej drukarce można także tworzyć inne części ludzkiego organizmu, np. elementy układu kostnego albo chrzęstnego?
– Tak. Wszystko zależy od rodzaju materiału zastosowanego w biotuszu i wprowadzenia odpowiedniego wzoru do drukarki. To są zwykle bardzo skomplikowane procedury. Na przykład aby wydrukować płaty trzustki, trzeba wprowadzić ok. 40 tys. komend.

Co w projekcie stanowi barierę trudną do przeskoczenia?
– Przez pół roku prac wykonaliśmy ponad 1000 prób wydruku, aż wreszcie 14 marca br. udało nam się wydrukować cały prototyp bionicznej trzustki. Udało nam się również potwierdzić, że po podłączeniu tak wydrukowanego narządu do bioreaktora, który też jest naszym prototypem, uzyskamy przepływ przez układ naczyniowy. Taka próbna trzustka żyje na razie w sztucznym otoczeniu. Jak mówiłem, wytworzyliśmy także biotusz, który stanowi naturalne otoczenie wysp trzustkowych. Natomiast przed nami ciągle dużo zadań, jeśli chodzi o produkcję płynu do przechowywania bionicznej trzustki oraz dokończenie prac nad transformacją komórek macierzystych w kierunku komórek produkujących insulinę i glukagon.

Te wszystkie kosztowne prace będą zatem trwały kolejne kilka lat.
– Tak. Poważnym wyzwaniem będzie zdobycie kolejnych środków na wdrożenie i przeprowadzenie fazy klinicznej.

Czy w przypadku niedoboru środków konsorcjum będzie się starać o pieniądze z zagranicy, a może przeniesiecie badania do innego kraju?
– Nie widzę powodu do podejmowania takich decyzji. Naszym celem jest kontynuowanie badań w Polsce, aby projekt wspierał rodzimą służbę zdrowia i naszą gospodarkę. Nie wykluczamy udziału partnera zagranicznego, który chciałby zainwestować w nasze badania w kraju. Chyba że będą nam rzucane kłody pod nogi…

Brał pan udział w przeszczepianiu trzustek od dawców. A także w pierwszym w świecie przeszczepie przeprowadzanym zupełnie nową metodą. Czy to operacja trudniejsza niż przeszczep nerki albo serca?
– Endoskopowe przeszczepienie wysp trzustkowych, które zostało wdrożone pod moim kierunkiem do praktyki klinicznej w 2013 r., jest z założenia metodą małoinwazyjną, co spowodowało duże zainteresowanie ośrodków z całego świata. Jako transplantolog kliniczny mogę powiedzieć, że każdy rodzaj przeszczepienia – czy będzie to serce, czy nerka, czy trzustka, czy wątroba – jest zabiegiem trudnym i wymaga zgrania wielu czynników organizacyjnych oraz długoletniego szkolenia zespołu medycznego. To bardzo skomplikowane procedury. Z kolei wszczepienie bionicznej trzustki już z założenia ma być zabiegiem mało­inwazyjnym, w którym będziemy starali się ograniczyć do minimum ryzyko dla pacjenta.

Nie jesteście jedynymi, którzy chcą przyśpieszyć leczenie chorych na cukrzycę. W USA produkuje się sztuczne trzustki, m.in. w firmie Medtronic. Czy nasza będzie lepsza?
– Urządzenia, o których pan wspomina, na pewno znacznie ułatwią leczenie cukrzycy. Sztuczna trzustka MiniMed firmy Medtronic to urządzenie mechaniczne jak kilka innych podobnych na rynku. W żadnym wypadku ich nie deprecjonuję, wręcz kibicuję ich producentom. Jednak należy sobie uświadomić, że te urządzenia mają swoje ograniczenia. Tak naprawdę badają cukier nie w krwiobiegu, tylko w płynie międzytkankowym. Różnica w glikemii pomiędzy krwią a płynem międzytkankowym może wynosić ok. 25 minut. Jeżeli więc spada nam poziom glukozy w krwiobiegu, minie prawie pół godziny, zanim płyn tkankowy to „zaobserwuje”. To jest niepokojące i niebezpieczne.

Czy to jedyna różnica?
– Druga to fakt, że MiniMed przy zastosowaniu bardzo zaawansowanego algorytmu podaje tylko insulinę, a nie glukagon. Ryzyko niedocukrzenia ciągle więc istnieje. Dokładność pomiarów sięga 80-90%, czyli 10% pomiarów dziennie jest niepewnych przy pomiarze co pięć minut – daje to przy ok. 300 pomiarach dziennie od 30 do 60 pomiarów niezgodnych z prawdą. Dlatego nie możemy mówić o całkowitym wyleczeniu cukrzycy – jedynie o umożliwieniu osobom z cukrzycą dobrego funkcjonowania. I nie dotyczy to chorych z ciężkimi powikłaniami – takimi, które będą wskazaniami do leczenia naszą bioniczną trzustką. Nie ma jeszcze jednoznacznych danych, ale najprawdopodobniej zastosowanie sztucznej trzustki pozwoli ograniczyć występowanie powikłań cukrzycowych. Mówię najprawdopodobniej, bo tak naprawdę nikt z nas nie wie, na ile rzeczywiście pompy i te wszystkie urządzenia będą w stanie zmniejszyć ryzyko rozwoju powikłań. To bez wątpienia bardzo dobre urządzenia, o wiele lepsze od tego, co było do tej pory, ale ciągle nie zapewniają tyle insuliny, ile rzeczywiście potrzeba naszemu organizmowi. W sytuacji krytycznej może to mieć ogromne znaczenie. Na przykład kiedy ktoś prowadzi samochód.

Czy nasza bioniczna trzustka będzie bardziej zaawansowana technologicznie i uchroni pacjentów przed takimi przypadkami?
– Dopiero nasz projekt, czyli trzustkę wydrukowaną w 3D, z użyciem elementów zaawansowanej bioinżynierii wykorzystujących komórki macierzyste i wyspy trzustkowe, można będzie uznać za prawdziwie funkcjonalny narząd produkujący insulinę i glukagon z komórek.

Oczami wyobraźni widzi pan już produkcję trzustek dla pacjentów?
– Bioniczna trzustka nie będzie produkowana masowo. Będzie wytwarzana dla konkretnego pacjenta z jego własnych komórek. Nie stworzymy składów bionicznych narządów. Pacjenci wymagający tego typu postępowania będą się zgłaszali do ośrodka transplantacyjnego, gdzie zostanie przygotowany dla nich konkretny narząd i wykonany zabieg wszczepienia. Zakładając, że nasz projekt zakończy się pełnym sukcesem i biorąc pod uwagę wyzwania, jakie jeszcze nas czekają, faza badań klinicznych nie zacznie się wcześniej niż za wspomniane kilka lat. I to tylko jeśli będziemy mieć jednoznacznie dobre wyniki z fazy przedklinicznej. Na razie zrobiliśmy krok w dobrą stronę, ale do sukcesu ciągle daleko.

Życzę powodzenia na każdym etapie rozwoju projektu.


Komórki macierzyste to pierwotne, niewyspecjalizowane komórki, które mają olbrzymi potencjał do namnażania się oraz wyjątkowe zdolności przekształcania się w wyspecjalizowane komórki, tworząc w ten sposób tkanki. Dzięki temu wykorzystuje się je od lat w medycynie, odbudowując lub zastępując uszkodzone komórki. Pierwszym źródłem komórek macierzystych był szpik (tzw. przeszczepienia szpiku to właśnie przeszczepienia komórek macierzystych ze szpiku), obecnie częściej wykorzystuje się do terapii komórki macierzyste z krwi pępowinowej. Innym źródłem komórek jest krew obwodowa pobierana od dawców po wcześniejszej farmakologicznej mobilizacji.


Fot. materiały prasowe

Wydanie: 17-18/2019

Kategorie: Zdrowie

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy