Mennyivel egyszerűbb lenne, ha az emberek is olyan könnyen tudnák visszanöveszteni a sérült testrészeiket, mint ahogyan a szalamandra teszi! Rengeteg kutatót ejt ámulatba a kétéltű regeneráló képessége, de legtöbben idővel túllépnek rajta, és más irányt vesz a kutatásuk – nem úgy dr. Anthony Atalának, a Wake Forest Regeneratív Orvoslás Intézet igazgatójának, akit annyira foglalkoztatott a téma, hogy komolyan gondolkodni kezdett rajta. Ma pedig már odáig jutott, hogy a saját sejtjeinkből képes lebomló vázakra szerveket építeni a sérült eredeti helyére.
TÚL SOK A BETEG, KEVÉS A SZERVDONOR
Az 1990-es évek végén Atala sebészként dolgozott, és egy olyan orvosi terület felé fordult az érdeklődése, ami akkoriban leginkább a tudományos fantasztikus kategóriába sorolódott, és senki nem foglalkozott vele komolyabban – kivéve őt. A szervátültetés már több évtizede bevett szokás volt, de ahogyan nőtt a szervre várók száma, a donoroké stagnált, így égető szükség volt egy hatékonyabb, használható megoldásra.
Egy sebész számára nincs frusztrálóbb, mint úgy operálni, hogy tudja, nem ez a legjobb megoldás, ami létezhet, mégis ez az egyetlen megoldás, amivel dolgozni tud
– mondta el a 24.hu-nak dr. Atala a HB Reavis Talks rendezvényen tartott előadása után. “Ahelyett, hogy fémet vagy műanyagot teszünk az emberekbe, amelyek nem odavalók, megpróbálhatnánk a saját szöveteikkel megoldani az orvosi problémákat. Ez az, amiért elkezdtem a regeneratív orvoslással foglalkozni.”
A regeneratív orvoslás nagyjából annyit takar, hogy a sérült szöveteket az orvosok nem idegen anyagokkal, hanem a beteg saját sejtjeiből növesztett, vagy esetleg lebomló bioanyagokkal megsegített pótlásokkal gyógyítják meg. Az 1990-es években, amikor dr. Atala kezdte a munkáját, az egész még nagyon gyerekcipőben járt, ma pedig már ott tartunk, hogy klinikai kísérletek során olyan bonyolult, laboratóriumban növesztett szerveket is emberekbe tudunk ültetni, mint például a vese.
ÚJRATERMELŐDNEK A SEJTEK, CSAK MEG KELL MUTATNI NEKIK, MERRE MENJENEK
Mert valójában mi, emberek is olyanok vagyunk, mint a korábban említett szalamandra: képesek vagyunk regenerálódni, csak annyira lassan csináljuk, hogy a szerveink elhalnak, mielőtt befejeződne a sejtek újrarendeződése és újraképződése. Dr. Atala és csapata erre is talált egy megoldást: a szervezetben lebomló bioanyagokat hívnak segítségül ahhoz, hogy a betegek saját sejtjeit tereljék a megfelelő irányba. Előadásában a sebész beszélt arról, hogy egy motorbalesetben megsérült páciensnek kellett valahogy új húgyvezetéket előállítaniuk, amit nem egyszerű beültetéssel, hanem a regeneratív orvoslással oldottak meg. Készítettek egy lebomló “művezetéket”, amelyre a beteg saját sejtjeiből növesztettek réteget, majd ezt helyezték be a megroncsolódott vezeték helyére. Ahogyan a bioanyag felszívódik a testben, a sejtek fokozatosan kipótolják az elfogyó anyagot, míg végül egy teljes mértékben saját sejtekből álló húgyvezeték jön létre.
De ez csak az egyik része a regeneratív orvoslásnak: dr. Atala és csapata már 2004-ben egész szerveket növesztett a laboratóriumban, amelyeket végül be is ültettek páciensekbe. „Az elmúlt évek során rengeteg minden fejlődött a szakterületemen” – magyarázta dr. Atala. „Az egyik legnagyobb fejlődés az volt, amikor rájöttünk, hogyan lehet sejteket növeszteni az emberi testen kívül is. De egyre jobb minőségű anyagokat is találtunk, amelyek segítségével ezeket a növesztett sejteket vissza tudjuk tenni a szervezetbe. Aztán az eszközeink is fejlődtek, a háromdimenziós nyomtatás például rengeteget segített az ilyen orvoslás fejlődésében. Ennek a három faktornak köszönhető, hogy most itt tart a technológiánk.”
MÁR 14 ÉVE MŰKÖDIK AZ ELSŐ NÖVESZTETT SZERV
Pedig 2004-ben még teljesen kézzel, mindenféle modern háromdimenziós nyomtató nélkül alkotta meg azt a tíz, a betegek saját sejtjeiből növesztett húgyhólyagot, amelyeket aztán beültetett a klinikai kísérletekre jelentkező páciensekbe. Ekkor még két hónapig tartott egy ilyen szervet létrehozni, ma ez az időtartam akár órákra is lecsökkenhet attól függően, hogy milyen beültetendő szervről van szó. A húgyhólyag-átültetésen átesett páciensek már 14 éve élnek a saját sejtjeikből újranövesztett szervükkel, egyikükkel dr. Atala még találkozott is az egyik TED-előadása során: Luke Massella ép és egészséges, pedig évekkel azelőtt még menni is alig bírt a fáradtságtól betegsége miatt.
Ma már nemcsak húgyhólyagot, hanem rengeteg másféle szervet is képesek előállítani dr. Atala laboratóriumában: az emberi test több mint 40 különböző területére képesek saját sejtből újakat előállítani. Nemrég kezdtek bele a klinikai kísérleteibe annak a módszernek, amelyben égési sérültek bőrfelületére fújnak vissza egy speciális spray segítségével növesztett sejteket, amelyek helyrehozzák a sérült szöveteket. „Rengeteg mesterséges szervünk van már, amelyeket beültettünk emberekbe. Ilyen például a mesterséges bőr, húgycső, izmok, húgyhólyag, sőt, már működő mesterséges vesét is operáltunk betegbe” – mondta dr. Atala.
SZÍVET NEM FOGUNK EGYHAMAR NYOMTATNI
A legnagyobb kihívást még mindig az érrendszer újraépítése jelenti a szervekben, többek között ez az oka annak is, hogy mesterséges vesék olyan sokára készültek el a mesterséges húgyhólyag utáni áttörést követően. Nem mindegy ugyanis, hogy egy szerv mennyire sejtgazdag: az üreges szerveket könnyebb létrehozni, mint a masszívabbakat, hiszen utóbbiakban nagyobb az egy centiméterre jutó sejtek száma, és az erezettségük is sokkal szerteágazóbb és bonyolultabb. Ez utóbbi pedig óriási kihívás a szakma számára. „Minél több sejtünk van, annál több számukra elengedhetetlen táplálékra van szükség a szerv megalkotásához, és minél több táplálékra van szükség, annál nagyobb az érhálózat, és minél szerteágazóbb az érhálózat, annál bonyolultabb megalkotni a szervet.”
Persze nemcsak az érhálózat az, ami komoly kihívás az orvosok számára –
„A szív ezért egy teljesen más szint, de a vese sem egyszerű, hiszen húsz különböző sejtfajta alkotja” – fejtette ki dr. Atala. „Minden több sejt alkotta szervben rengeteg a kihívás még.” Egyszerűbb helyzet az, amikor nem egy egész szervet kell újraalkotni, csak a betegek saját sejtjei segítségével a sérült sejt gyógyulását segíteni. Ilyenkor nem kell az egész szervet kivenni, hanem elég, ha a sérült területet növesztik újra az orvosok, és ezt helyezik vissza a páciensbe.
Az ilyen sejtnövesztéssel létrehozott szerveket azonban még nem lehet bárkinek beültetni. Egyelőre klinikai kísérletek zajlanak, ami azt jelenti, hogy önként jelentkező betegekkel dolgoznak a kutatók szigorúan ellenőrzött keretek között. Dr. Atala és a csapata néhány eljárás engedélyeztetését már megkezdte, de egyelőre egy átlagos beteg nem tudja felhívni, és időpontot kérni tőle operációra – ez, ha szerencsénk van, néhány éven belül megváltozik.
A VÉDELMI MINISZTÉRIUM VEGYI FEGYVEREK ELLENSZERÉT IS FEJLESZTETI
Nemcsak roncsolódott, beteg szervek javítására vagy cseréjére lehet használni azonban ezt a technológiát. Dr. Atala és az alatta dolgozó kutatók részt vesznek például az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma által támogatott „Body On a Chip” projektben, ami nagyjából annyit jelent, hogy miniatűr, működő szerveket készítenek, ezeket ráhelyezik különböző chipekre, és megfigyelik, hogy a vizsgálandó gyógyszereknek milyen hatásai vannak rájuk nézve. „Az USA-ban egy gyógyszer kifejlesztésének átlagos költsége nagyjából egymilliárd dollár, és nagyjából 15 évig tart, mire végeznek vele” – magyarázta dr. Atala.
Elköltöd ezt a pénzt, ráfordítod ezt az időt, aztán kiderül, hogy a gyógyszer, amit fejlesztettél, nem is működik. A kérdés az volt, hogyan tudod ezt kiküszöbölni, és rájönni, hogy nem működik még azelőtt, hogy végigszenvednéd ezt az egész folyamatot.
A kutató ezért apróban kinyomtatja a működő szerveket, és teszteli rajtuk a gyógyszereket, ezzel rengeteg pénzt és időt spórolva a gyógyszeriparnak.
A Védelmi Minisztérium azonban nemcsak hagyományos gyógyszerek kifejlesztésére használja a módszert: a támogatást azért is kapják a kutatók, hogy biológiai és vegyi fegyverek elleni ellenszert is kifejlesszenek, és megvizsgálják, hogy milyen hatással vannak ezek a fegyverek az emberi testre. „Szeretnénk ellenmérgeket fejleszteni ezekre a fegyverekre, és megbizonyosodni arról, hogy meg tudjuk védeni az embereket ezektől a veszélyektől.”
ÁTTÖRÉS LEHET A RÁKKUTATÁSBAN
A technológia egyik nagyon fontos hozadéka az is, hogy a segítségével nemcsak szerveket, de tumorokat is lehet vizsgálni és növeszteni, méghozzá személyre szabottan. Ha valaki daganatos megbetegedésben szenved, dr. Atala és csapata képes mintát venni a tumorból, majd azt tovább szaporítani, hogy megfigyelje, merre és milyen mértékben terjed a baj, és milyen gyógyszerek lehetnek hatásosak a betegségre, specifikusan a páciensre vetítve. „Leteszteljük az összes gyógyszert és gyógymódot a mikrochipen, és megmondjuk, melyik a leghatékonyabb. Gyakran a hagyományos kemoterápiás kezelést még akkor is sikeresnek mondjuk, ha három-négy hónappal meghosszabbítja a páciens életét.
Reméljük, az új technológiák ebben segítséget nyújtanak” – jegyezte meg dr. Atala.
Az is biztos, hogy kevés ember tesz annyit az emberek gyógyításáért, mint ő: jelenleg a nagyjából negyven különböző növesztett szervből tízet ültetett már be klinikai kísérletek során, és azon dolgozik, hogy még ennél is több mindent képes legyen létrehozni a betegek saját sejtjeiből. Vannak olyan technológiák, amelyeket még csak most kezdenek el kipróbálni, és vannak olyanok, amelyek már engedélyeztetés alatt állnak. Dr. Atala abszolút bizakodva tekint a jövő felé, és úgy gondolja, hogy az emberek nem fognak annyira tartani ettől az új módszertől, mint amilyen visszakozással fogadják mostanában például az oltások bevezetését. „Úgy gondolom, hogy hamar el fogják fogadni ezt a technológiát a betegek, hiszen gyakorlatilag a saját sejtjeiket ültetjük vissza beléjük. Nincs idegen anyag, csak a saját sejtek” – mondta az eljárásról. És valóban: gyakorlatilag szalamandraként növesztünk újra szerveket, csak nem a saját testünkön belül, hanem azon kívül, dr. Atala és kutatócsapata segítségével a laboratóriumban. Talán tényleg nem vagyunk már messze attól az időtől, hogy az interneten rendelhessünk magunknak személyre szabott vesét, ha a sajátunk rosszalkodni kezd.
