Pierwsza żywa kończyna z laboratorium, na razie szczura
Po raz pierwszy udało się wyhodować w laboratorium żywą kończyną, która do tego stopnia wygląda jak naturalna, że sprawia wrażenie jakby była amputowana - pisze „New Scientist".
Czy wkrótce zamiast rąk pobranych ze zwłok chirurdzy będą przeszczepiać kończyny przygotowane na zamówienie w ośrodkach biotechnologicznych? Po takich zabiegach biorcy nie musieliby zażywać leków immunosupresyjnych (obniżających odporność, by zapobiec odrzuceniu przeszczepu).
Uczeni coraz śmielej realizują najbardziej śmiałe pomysły autorów powieści i filmów science fiction. Jednym z nich jest Harald Otto z Massachusetts General Hospital w Bostonie (USA), który wyhodował przedramię szczura wykorzystując do tego żywe komórki. – Na jego przykładzie przetestowano technikę, którą można wykorzystać do wyhodowania całego ramienia oraz kończyny dolnej – twierdzi.
Daniel Weiss z University Vermont College of Medicine w Burlington (USA), która hoduje płuca, nie ma wątpliwości, że science fiction wkracza do laboratoriów. – To wielkie osiągnięcie, choć głównym celem jest uzyskanie takiej ręki, która będzie funkcjonalna” uważa.
Harald Otto wykorzystał metodę, która była już stosowana do hodowli mięśnia sercowego, płuc oraz nerek. Polega ona na tym, że od dawcy, w tym przypadku od zwierzęcia, pobierany jest narząd, z którego przy użyciu środków chemicznych usuwane są wszystkie tkanki miękkie. Pozostaje jedynie jego „szkielet” zbudowany głównie z kolagenu, stanowiący rusztowanie dla wielu organów i tkanek.
Przedramię szczura najpierw wyczyszczono ze wszystkich tkanek miękkich tworzących naczynia krwionośne, mięśnie, ścięgna oraz kości. Potem badacze jego kolagenową strukturę umieścili w bioreaktorze z odpowiednią pożywką. Wtedy zaczęli je odtwarzać przy użyciu różnego typu żywych komórek pobranych od innego gryzonia.
Uczeni do zregenerowania naczyń krwionośnych w odpowiednich fragmentach przedramienia umieścili komórki nabłonkowe. Podłączono je również do sztucznego krążenia z wykorzystaniem płynu wzbogaconego odpowiednimi substancjami. Do odtworzenia mięśni użyli mioblasty, które rozmnażając się w porowatej strukturze kolageny tworzyły tkankę mięśniową. Potem pokryli ją skórą, którą od wielu lat hoduje się w laboratorium i przeszczepia głównie pacjentom z rozległymi poparzeniami.
Otto twierdzi, że uzyskana w ten sposób łapka może być funkcjonalna, mięśnie są bowiem aktywne. Aby to potwierdzić, badacze stymulowali je bodźcami elektrycznymi, a szczurza łapka odpowiednio się zaciskała i rozluźniała. Badacze sprawdzili również, czy w wyhodowanej łapce może krążyć krew. Podłączyli ją do zdrowej łapki szczura, którego wcześniej znieczulono, a jego krew zaczęła obiegać nową łapkę.
Nie jest to jednak w pełni funkcjonalne przedramię, bo nie ma w nim wszystkich kości i chrząstek. Nie ma w nim również włókien nerwowych, ale w bioreaktorze nie trzeba ich odtwarzać. Przeprowadzone dotąd przeszczepy rąk ze zwłok wykazały, że stopniowo wrastają do nich nerwy dawcy. Dopiero wtedy, zwykle po kilku miesiącach, można próbować nią poruszać i mieć w niej czucie.
W przypadku ręki wyhodowanej w laboratorium nie trzeba będzie po przeszczepie stosować leków immunosupresyjnych, ponieważ zostanie ona odtworzona z komórek pobranych wcześniej od dawcy.
Kiedy będzie możliwe wyhodowanie ludzkiej ręki? Herald Otto rozpoczął już próby uzyskania w podobny sposób ręki małp naczelnych. Oczyścił ją z tkanek miękkich zwierzęcia, a w ich miejsce wprowadził do porowatej struktury kolagenu ludzkie mioblasty. – Przed nami jeszcze wiele pracy, minie co najmniej dekada zanim będziemy w stanie ją przeszczepić – przyznaje specjalista.
Jeden z najbardziej znanych specjalistów medycyny regeneracyjnej Steve Badylak z University od Pittsburgh w Pensylwanii uważa, że największym wyzwaniem będzie uzyskanie sprawnie działających naczyń krwionośnych. Te najdrobniejsze muszą dobrze przepuszczać krew i nie mogą powstawać w nich zakrzepy.
Oskar Aszmann z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu zwraca uwagę, że do wyhodowanej w bioreaktorze kończyny po przeszczepie muszą wrosnąć tysiące włókien nerwowych, żeby można było się nią posługiwać. Jednak jeszcze niedawno wyhodowanie ręki w laboratorium wydawało się być jedynie domeną science fiction. (PAP)
zbw/ agt/
Data publikacji:18.06.2015 r.
