Zespół polskich naukowców rozwija technologię hodowania bionicznej trzustki, którą będzie można wszczepiać pacjentom kwalifikowanym obecnie do przeszczepu od zmarłego dawcy. Taka procedura jest stosowana w najcięższych przypadkach cukrzycy typu 1, a niekiedy również w cukrzycy typu 2. Badacze, tworząc innowacyjną metodę leczenia, dołożyli starań, by rozwiązać ryzyko najgroźniejszego powikłania, jakim jest odrzucenie wszczepianego narządu poprzez wykrzepianie. Do zbudowania narządu będą wykorzystywane komórki pacjenta, więc układ immunologiczny nie powinien odczytywać go jako obcy

– Bioniczna trzustka to organ, nad którym pracujemy od ponad 10 lat. Zakończone są prace przedkliniczne, czyli badania na zwierzętach. Została również podpisana umowa na wdrożenie tego projektu i finansowanie przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Seal of Excellence. Teraz następują intensywne prace przygotowawcze. Rozwijana jest infrastruktura na potrzeby wykonania przeszczepienia bionicznej trzustki, a także przygotowywane są laboratoria, w których będzie można drukować taki bioniczny narząd – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria prof. dr hab. n. med. Michał Wszoła, chirurg transplantolog, prezes zarządu Polbionica.

Trwają także prace nad regulacjami dotyczącymi zgody na wykonanie przeszczepienia bionicznej trzustki.

– Sam projekt badania jak to ma wyglądać został już przygotowany, jest teraz podpisywana umowa ze specjalistyczną firmą CRO, czyli firmą, która poprowadzi badanie kliniczne, i mamy nadzieję, że pod koniec 2026 roku będziemy mogli wykonać w tych przestrzeniach pierwsze przeszczepienie bionicznej trzustki u człowieka – zapowiada prof. Michał Wszoła.

Bioniczna trzustka ma przywracać organizmowi zdolność regulowania poziomu cukru we krwi. Jest to organ tworzony w technologii biodruku, w którym komórki pacjenta mieszane są z substancją imitującą naturalny matrix. Układ naczyniowy narządu tworzony jest z „biotuszu” – materiału złożonego z komórek. Po wydrukowaniu trzustka przechowywana jest w bioreaktorze, gdzie jest odżywiana aż do momentu wszczepienia.

– Proszę sobie wyobrazić dużą strzykawkę, do której wkładamy żywe komórki pobrane od pacjenta i te komórki mieszamy razem z biomateriałami. Biomateriały to jest taka zawiesina substancji o konsystencji trochę żelu, trochę pasty do zębów. Następnie tak wymieszane komórki, za pomocą tej strzykawki pod kontrolą komputera, są układane warstwa po warstwie. Mamy dwie różne strzykawki z dwoma różnymi typami komórek i dwoma różnymi biomateriałami, które razem ze sobą współgrają, po prostu układają warstwowo i budują taki narząd w trójwymiarze – wyjaśnia prof. Michał Wszoła.

Zbudowanie bionicznej trzustki trwa ok. 1,5 godz. W bioreaktorze narząd jest podpinany pod wydrukowany układ naczyniowy i włączany zostaje przepływ substancji odżywczych oraz tlenu, żeby zobaczyć, jak będzie funkcjonował.

– Jeżeli wszystko jest prawidłowe, to możemy się przygotowywać do przeszczepienia. Oczywiście jest parę drobnych rzeczy, bo komórki muszą być wcześniej pobrane i przeważnie to zajmuje dwa do trzech miesięcy, żeby nahodować odpowiednią ilość komórek, więc przygotowanie całego procesu, od momentu, kiedy przyjdzie do nas pacjent i zostanie zakwalifikowany, do momentu, kiedy będziemy mogli wykonać przeszczepienie, to będzie około trzy do czterech miesięcy – dodaje naukowiec.

Drukowanie bionicznej trzustki może się stać alternatywą dla operacji przeszczepiania tego narządu – jedynej przyczynowej metody leczenia cukrzycy insulinozależnej. Po takiej procedurze poziom glukozy we krwi normalizuje się praktycznie od razu. Jeśli pacjent stosuje się do zaleceń lekarza, to przeszczepiana standardowo trzustka funkcjonuje w jego organizmie prawidłowo przez 15–20 lat. W przypadku standardowo przeszczepianej trzustki istnieje ryzyko powikłań, takich jak np. zakrzepica narządu przeszczepionego. Tworząc bioniczną trzustkę, zespół naukowy starał się zastosować takie podejście, które uchroniłoby pacjenta przed takim powikłaniem.

– Wykrzepianie polega na tym, że po prostu organizm stara się w pewien sposób odrzucić i pozbyć się ciała obcego, zabezpieczając się w ten sposób. My musieliśmy się nauczyć, w jaki sposób wydrukować układ naczyniowy, który będzie tak naprawdę należał do pacjenta, będzie złożony z jego własnych komórek, i dzięki temu nie doprowadzimy do sytuacji wykrzepiania wewnątrznaczyniowego – dodaje prof. Michał Wszoła.

Ważnym elementem było wytworzenie technologii w ogóle łączenia wydrukowanego narządu razem z ciałem biorcy, doprowadzenie do tego, żeby on wytrzymywał odpowiednie ciśnienia.

– Każdy z nas ma ciśnienie 120 mm na 80 mm słupa rtęci, to jest normalne ciśnienie, jak ktoś ma nadciśnienie, to ma 140, 150, przy 180 czy 200 będzie się bardzo źle czuł, przy 250 najprawdopodobniej dostanie udaru, przy 300 może to się skończyć niestety w bardzo fatalny sposób, natomiast bioniczna trzustka została tak skonstruowana, żeby wytrzymać obciążenia do 400 mm słupa rtęci. Czyli jest to bardzo bezpieczne rozwiązanie i wydaje się, że to był bardzo ważny punkt i ważny przełom w drodze do wdrożenia do kliniki tego typu rozwiązania – podkreśla prezes Polbionica.

Z danych Poltransplantu wynika, że pod koniec marca tego roku na przeszczepienie nerki czekało pięciu biorców, a na jednoczasowe przeszczepienie nerki i trzustki – 27 osób, ale na początku ubiegłego roku oczekujących na przeszczepienie trzustki było 16. W całym ubiegłym roku przeszczepiono 10 trzustek od zmarłych dawców.

– Biodruk 3D jest jednym z elementów, który jest wykorzystywany po to, żeby rozwiązać problem niedoboru narządów do transplantacji. Sposobów, w jaki można rozwiązać ten problem, jest kilka i wydaje się, że najprawdopodobniej będziemy musieli wykorzystywać różne technologie, żeby móc przejść i rozwiązać ten problem. W naszym przypadku, jeżeli chodzi o bioniczną trzustkę, to rzeczywiście wydaje się, że technologia biodruku 3D jest tym głównym elementem, ale to nie jest jedyna technika, która jest wykorzystywana przy tworzeniu bionicznej trzustki. Natomiast być może przy tworzeniu innych narządów, takich jak wątroba, serce, nerki, będzie można wykorzystać narządy od zwierząt zmodyfikowanych genetycznie, od transgenicznych świń – wskazuje ekspert.

Jak dodaje, tego typu doświadczenia prowadzi się już w Stanach Zjednoczonych – wykonano dwa przeszczepienia serca oraz jedno przeszczepienie nerki od zmodyfikowanej genetycznie świni.

– W przypadku trzustki te rozwiązania nie będą dobrym kierunkiem, w przypadku trzustki właśnie lepszy jest biodruk 3D. Ale ważne jest, żeby znaleźć odpowiednią technologię do odpowiedniego narządu i dla każdego narządu ten sposób dotarcia do celu będzie trochę inny – podkreśla prof. Michał Wszoła.

Jak podają analitycy Allied Market Research, światowy rynek organów i implantów bionicznych był w 2022 roku wart ponad 44 mld. Do 2032 roku osiągnie przychody przekraczające 92 mld dol.

Artykuł Polscy naukowcy rozwijają technologię hodowania bionicznej trzustki pochodzi z serwisu Świat Lekarza.

– Mamy rekord w polskiej transplantologii – powiedział PAP Krzysztof Zając, koordynator wojewódzki Poltransplantu dla woj. mazowieckiego, koordynator transplantacyjny Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.

PAP: Podobno w polskiej transplantologii zaczęło dziać się lepiej i jest więcej narządów do przeszczepów – to prawda?

Krzysztof Zając: Prawda. Lata pandemii były dramatyczne dla polskiej transplantologii, oddziały intensywnej opieki medycznej zajmowały się leczeniem chorych z niewydolnością oddechową i nikt nie miał czasu ani przestrzeni na to, żeby zajmować się dawstwem. Już 2023 r. był rekordowy w polskiej transplantologii – udało się przeszczepić ponad 1800 narządów. Ale ten rok będzie jeszcze lepszy – z danych Poltransplantu wynika, że do końca listopada przeszczepiono w Polsce 1971 narządów. Zakładam więc, że do końca roku przekroczymy magiczną liczbę 2 tys. przeszczepionych narządów, czego nigdy u nas nie było.

PAP: Jak to możliwe, z czego to wynika?

K.Z.: Pierwsza rzecz, to odbicie po pandemii. Druga, to efekty realizowanego przez Ministerstwo Zdrowia Narodowego Programu Rozwoju Medycyny Transplantacyjnej – bardzo dużo środków publicznych idzie na edukację. Jeździmy po szkołach, po uczelniach, ale także szpitalach, bo mamy odczucie, że najwięcej do zrobienia jest wśród personelu medycznego: nie każdy szpital powiatowy zgłasza organy do transplantacji.

Poza tym dwa lata temu stworzone zostało stanowisko koordynatorów wojewódzkich. To jest takie przedłużenie Poltransplantu, które ułatwia kontakt ze środowiskiem medycznym. Koordynatorzy jeżdżą po swoich województwach, spotykają się z dyrektorami szpitali, z szefami oddziałów intensywnej terapii, pielęgniarkami, lekarzami… Tłumaczymy, jak bardzo jest ważne to, żeby zgłaszać potencjalnych dawców, gdyż dzięki jednemu dawcy możemy uratować kilka istnień ludzkich. Ich narządy nie są potrzebne w niebie czy innym miejscu, w które wierzymy, tylko tutaj, na Ziemi, są potrzebne ludziom, którzy na nie czekają. Od jednego zmarłego dawcy możemy pobrać wątrobę, serce, dwie nerki, trzustkę, płuca, kości, rogówki, skórę i inne tkanki.

PAP: Są także małe szpitale, które są zaangażowane w tę misję?

K.Z.: Są, bardzo im wszystkim dziękuję, gdyż dla małych jednostek jest to o wiele większy wysiłek, niż dla dużych. Mam szczęście, że pracuję w ośrodku akademickim, który ma dużą kadrę, więc zorganizowanie „akcji transplantacyjnej” jest o wiele prostsze. Moje szczęście pracowania w ośrodku akademickim wiąże się także z tym, że każdego dnia widzę sukces medycyny transplantacyjnej, spotykam chorych, którym przeszczepiamy narządy, obserwuję, jak dochodzą do siebie, do zdrowia i wychodzą do domu – żyć. W małych ośrodkach zazwyczaj wygląda to tak, że zgłaszają dawcę, którego narządy jadą gdzieś w Polskę, i osoby zaangażowane w tę akcję nigdy nie widzą swojego sukcesu.

PAP: Myśli pan, że akcje edukacyjne coś dają?

K.Z.: Jak najbardziej, doskonałym tego przykładem jest Hiszpania. Jest taki wskaźnik, który się, może nie najładniej, nazywa potencjałem donacyjnym – chodzi w nim o liczę pobranych narządów na milion mieszkańców. W Hiszpanii ten potencjał donacyjny jest w granicach 50, a w Polsce, w najlepszych województwach, wynosi ok. 25. I nie wynika to z jakichś odmienności kulturowych, tylko z niewiedzy. Hiszpanie zaczęli dużo wcześniej wdrażać te programy, od najmłodszych lat edukować dzieci. Powiem tylko, że w Hiszpanii maluchy bawią się pluszowymi wątrobami i sercami.

PAP: Na czym polega pana praca, jako wojewódzkiego koordynatora, prócz tego, że jeździ pan i edukuje?

K.Z.: Moja praca jest wieloetapowa. Po pierwsze, jestem koordynatorem donacyjnym w stołecznym szpitalu przy ulicy Banacha, odpowiadam w nim za dawstwo. Kiedy dostaję sygnał od kolegów intensywistów, czyli anestezjologów, że w naszym szpitalu przebywa osoba ze śmiercią mózgu, do moich zadań należy rozmowa z rodziną dawcy. To nie jest łatwe, bo proszę sobie wyobrazić, że najpierw do rodziny wychodzi lekarz i przekazuje jej wiadomość, iż bliska jej osoba zmarła, a zaraz po tym wchodzi koordynator transplantacyjny i przekonuje, jak ważna jest idea dawstwa.

PAP: W Polsce obowiązuje tzw. zgoda domniemana – jeśli ktoś nie zastrzegł w centralnym rejestrze sprzeciwów, że nie życzy sobie, aby pobierano od niego narządy, oznacza to, że można to zrobić.

K.Z.: To prawda, jednak zwracamy także wagę na to, czy ktoś za życia, w formie ustnej, nie wyraził takiego zastrzeżenia. Zgodnie z prawem nie musimy brać pod uwagę woli rodziny, jednak jeśli ta się sprzeciwia, to my ten sprzeciw szanujemy. Jednak zazwyczaj szczera rozmowa przynosi efekty. Mało tego, wiele jest takich sytuacji, że rodziny, które w pierwszym momencie nie zgadzają się na dawstwo, zmieniają zdanie, gdyż możliwość podarowania narządów od ich ukochanej osoby pozwala lżej przejść traumę związaną z jej śmiercią. Ale tak, to są bardzo trudne rozmowy. Proszę sobie wyobrazić: bliscy pacjenta wchodzą na oddział intensywnej opieki medycznej, żeby porozmawiać o jego stanie. I co widzą? Człowiek leży i bije mu serce, ale tak naprawdę ono bije dzięki lekom, które podtrzymują mu ciśnienie. Bez tego wszystkie funkcje by ustały. Rodzinom jest trudno zaakceptować mechanizm śmierci mózgu, więc uczymy się, jak z nimi rozmawiać. Ja jestem zwolennikiem mówienia pełnej prawdy, a dzięki zdobyczom technologii medycznych jesteśmy w stanie wiele z tych procesów śmierci mózgu zobrazować i wytłumaczyć. Najgorzej jest jednak w przypadku śmierci dziecka, bo jeśli każda śmierć bliskiej osoby jest traumą, to zgon małego człowieka jest traumą niewyobrażalną.

PAP: Szpital przy Banacha, w którym pan pracuje, przoduje w przeszczepach wątrób.

K.Z.: W tym roku przeszczepiliśmy już 296 wątrób – w zasadzie połowa tych narządów przeszczepianych w Polsce, na dziewięć ośrodków transplantacyjnych, odbywa się u nas. Ale żeby to się działo, trzeba być czujnym, zwartym i gotowym. O każdej porze dnia i nocy mogę dostać telefon z Poltransplantu, że gdzieś w kraju jest potencjalny dawca. I wtedy się zaczyna akcja: dzwonię do swojego szefa, obgadujemy sprawę, wybieramy biorcę i ściągamy zespół, który pojedzie na pobranie. To dwóch lekarzy, pielęgniarka i kierowca. Jak dawca jest gdzieś daleko, to prosimy o pomoc policję albo Straż Graniczną, żeby wspomogli nas w transporcie lotniczym, b sami samolotów ani śmigłowców nie mamy.

PAP: Działacie tylko w Polsce?

K.Z.: Otóż nie. Jeździmy także za granicę na pobrania narządowe. Bardzo dobrze nam się układa współpraca z Litwą i w tym roku ponad 30 przeszczepionych wątrób zostało pobranych właśnie tam.

PAP: To Litwini nie mają swoich potrzeb?

K.Z.: Oni mają bardzo aktywne programy i świadomie zgłaszają dawców, natomiast mają problem, nazwijmy to operacyjny, gdyż jedyny program transplantacyjny odbywa się w szpitalu w Wilnie. Poza tym mają bardzo małe listy oczekujących – z jakichś powodów mają bardzo mało biorców. A jako, że nie chcą marnować narządów, nawiązali współpracę z Polską i bardzo chętnie nam tych dawców zgłaszają. Dzisiaj nasz zespół był po wątrobę i dwie nerki w Kownie. Byliśmy także na pobraniu w Paryżu, w Sofii, nawet w Trierze pod granicą z Luksemburgiem. Latamy po całej Europie, ale zdarza się również tak, że zespoły zagraniczne przyjeżdżają do nas – kiedy w Polsce nie mamy odpowiedniego biorcy.

PAP: Mówiliśmy o wieloetapowości pana pracy.

K.Z.: Jest także praca kliniczna obejmująca cały proces logistyki. Poza programem wątrobowym koordynuję również program nerkowy, płucny i sercowy. No i jeszcze ta, już wspomniana przeze mnie, praca edukacyjna. To ważne, aby budować pozytywny wydźwięk transplantologii, żeby ludzie zrozumieli, że na jedną śmierć może przypadać siedem uratowanych istnień ludzkich. Jeśli tak na to spojrzą, ich nastawienie się zmieni.

PAP: Kto jest najczęstszym dawcą? Ostatnio słyszałam, że do sukcesu transplantologii przyczynia się większa ilość samobójstw.

K.Z.: Tak, pobieramy organy od osób, które zginęły samobójczą śmiercią, z przykrością obserwuję, że to są coraz młodsi ludzie. Natomiast nie oni są największą grupą dawców, gdyż jakieś ich 80 proc. stanowią osoby, które doznały udaru mózgu.

PAP: Wyobraźmy sobie, że o trzeciej nad ranem dostaje pan informację, że – powiedzmy w Katowicach – są narządy do pobrania. I co pan wtedy robi?

K.Z.: Otwieram system Poltransplantu i sprawdzam, czy wszystkie badania zostały przeprowadzone w odpowiedni sposób. Czasem może się zdarzyć, że potencjalny dawca wątroby zostanie wykluczony, gdyż miał problem alkoholowy lub raka wątroby. Tak więc należy wszystko dokładnie sprawdzić, gdyż człowiek ten za życia nie miał pojęcia, że jest chory.

Po wstępnej analizie dawcy dzwonię do mojego szefa, prof. Michała Grąta i wspólnie analizujemy dawcę, jaką ma grupę krwi, ile waży, oglądamy badania biochemiczne, tomografię, ultrasonografię. Jeśli wszystko się zgadza, wysyłamy zespół na pobranie.

PAP: Skąd pan bierze zespół o trzeciej nad ranem?

K.Z.: Z listy dyżurowej. Jesteśmy jedynym ośrodkiem w Polsce, który jest w stanie wysłać trzy – cztery zespoły w ciągu jednej nocy. To jest taka praca, że nie znamy dnia ani godziny. Mamy w gotowości kilka zespołów, kilka karetek, które muszą się zebrać wciągu godziny i pojechać pod wskazany adres. Mało tego – muszą, jak już dojadą, dać mi zwrotną informację – czy np. ta wątroba jest akceptowalna do przeszczepu.

PAP: A jak jest?

K.Z.: Zaczyna się cała procedura w szpitalu. Policzyłem: do jednego przeszczepienia muszę wykonać ok. 60 telefonów. Ale to nie jest tak, że ja wszystko ogarniam, to jest praca zespołowa.

PAP: Czyli?

K.Z.: Niekiedy na bloku angażujemy 50 osób do jednej procedury. Na pobranie jedzie trzech chirurgów – główny operator i asysta, młodzi lekarze, którzy mogą się przy nim czegoś nauczyć i potem go zastąpić. Do tego instrumentariuszka. A potem robi się jeszcze ciekawiej. Pamiętam taką sytuację, że w ciągu doby przeszczepiliśmy szesnastu chorych. Przez dwie doby siedziałem w szpitalu i nic innego nie robiłem, tylko rozmawiałem przez telefon.

Takie jedno pobranie od dawcy oznacza czasem siedem zespołów, które przyjeżdżają na miejsce. Wyobraźmy sobie, że dawca jest w szpitalu w Radomiu – przyjeżdża tam zespół z Zabrza po serce, zespół ze Szczecina po płuca, zespół z Warszawy po wątrobę, zespół z Kielc po nerki i jeszcze jakieś inne zespoły po tkanki. Czyli dwudziestu chirurgów musi stanąć nad tym jednym dawcą i pobierać narządy w odpowiedniej sekwencji i kolejności.

PAP: Proszę opowiedzieć o tej kolejności: co jest w pierwszym rzędzie pobierane.

K.Z.: Pierwsze pobierane jest serce, jego czas zimnego niedokrwienia, czyli od momentu pobrania do momentu wszycia, wynosi cztery godziny. Stąd pomoc samolotów wojskowych czy śmigłowców policyjnych jest bardzo ważna. Wprawdzie ostatnio nasza sytuacja się bardzo poprawiła, bo dzięki fundacji Dla Transplantacji pana doktora Zygmunta Kalicińskiego udało się zakupić maszynę, która prefunduje serce, wypłukuje je, dostarcza mu niezbędnych do funkcjonowania składników. Dzięki czemu możemy wydłużyć czas jego użyteczności do przeszczepu z czterech godzin do dwunastu. To jest niesamowity kredyt czasowy, bo możemy na pobranie polecieć za granicę.

Kolejne pod kątem pobrania są płuca, które mają do 8 godzin. Trzecia jest wątroba – ona ma do 12 godzin, ale także mamy możliwości jej wspomagania poprzez perfuzję maszynową. Natomiast nerki mają do 48 godzin, w związku z czym nefrolodzy mają duży komfort pracy.

PAP: Jeśli można, wróćmy do tematu przeszczepów wątroby, w którym jesteście na mistrzowskim poziomie. Od niedawna prowadźcie program przeszczepów od dorosłych żywych dawców dla dorosłych pacjentów. Wcześniej takie cuda możliwe były wyłącznie w stosunku do dzieci, którym np. rodzice mogli oddać fragment swojej wątroby.

K.Z.: To prawda, od 1999 roku, kiedy ten program się rozpoczął, we współpracy z Instytutem Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie, przeszczepiono ponad 500, dzieciakom fragmenty wątroby pobrane od rodzica. Ale od tego roku robimy to także w przypadku dorosłych pacjentów. Pierwszym przypadkiem był 19-latek z rakiem tego organu, któremu starsza, 28-letnia siostra oddała 65 proc. swojej wątroby. Dla tego chłopaka był to jedyny ratunek, na szczęście wszystko się udało, wątroba u chłopaka się przyjęła, a u młodej kobiety odrosła, niczym u Prometeusza. Drugi taki przypadek dotyczył brata, który oddał większą część wątroby swojej siostrze. Ja w tych przeszczepach widzę nadzieję na skrócenie kolejek, na większe szanse pacjentów na przeżycie. Uważam, że dawstwo rodzinne jest przyszłością transplantologii.

PAP: Wiem też, iż jedna wątroba, pochodząca od jednego dawcy, może uratować więcej istnień, niż jedno.

K.Z.: Tak jest, gdyż zaczęliśmy dzielić wątroby pobrane od zmarłego dawcy na tzw. splity – dzielimy wątrobę na prawe segmenty, lewe, i przeszczepiamy dla dwójki biorców, a ona ładnie odrasta w tych dwóch ciałach. Ta metoda jest także o tyle fajna, gdyż pozwala dostosować wielkość przeszczepianego organu do potrzeb biorcy. Rzecz w tym, że naszymi pacjentami z niewydolnością wątroby, są zazwyczaj młodzi ludzie cierpiący na choroby autoimmunologiczne. Są bardzo wysocy, szczupli, a ich obwód brzucha wynosi 50-60 cm, więc pełna wątroba im się po prostu do brzucha nie zmieści. Dlatego dzielenie wątroby na części jest dla nich szansą.

Rozmawiała: Mira Suchodolska (PAP)
mir/ san/

Artykuł Ekspert: mamy rekord w polskiej transplantologii pochodzi z serwisu Świat Lekarza.