Pracują nad stworzeniem sztucznej skóry
(Polska The Times)
Rozmowa z dr. Andrzejem Eljaszewiczem z UM w Białymstoku.
– Uniwersytet Medyczny w Białymstoku to kopalnia ciekawych ludzi, którzy robią niesamowite rzeczy. Wiem, że jest was, naukowców, mnóstwo i mnóstwo projektów, nad którymi pracujecie.
– Zdecydowanie tak. Mam niesamowitą przyjemność pracować w środowisku pasjonatów, którzy chcą również swoimi zainteresowaniami „zarażać” młodych adeptów sztuki medycznej. W przypadku zespołu Zakładu Medycyny Regeneracyjnej i Immunoregulacji jest to tytułowa medycyna regeneracyjna. UMB to jedyny Uniwersytet Medyczny w Polsce, który w swoim głównym toku studiów dla kierunku lekarskiego ma zajęcia z tego przedmiotu. To są krótkie zajęcia, mające na celu pokazanie nowych potencjalnych możliwości terapeutycznych, wynikających z zastosowania narzędzi medycyny regeneracyjnej, biologii molekularnej, inżynierii genetycznej...
– Co to jest ta medycyna regeneracyjna?
– Postęp nauk medycznych i biologicznych doprowadził do takiej chwili, w której uświadomiliśmy sobie, że nasze ciało posiada szereg komórek wspierających procesy nie tylko gojenia, ale też do odtwarzania części tkanek, a nawet organów. Zaobserwowano to początkowo u zwierząt – na przykład niektóre gady są w stanie po utracie fragmentów ciała odtworzyć w pełni funkcjonalny organ. I ludzie zaczęli się zastanawiać, jak to jest możliwe. Doprowadziło to do odkrycia komórek macierzystych, z których mogą powstawać całe tkanki i organy. I teraz próbujemy wykorzystać nasze wewnętrzne moce biologiczne do tego, by przyspieszyć proces gojenia, odtwarzania, regeneracji tkanek. Zniszczone tkanki mogą na nowo pełnić swoje funkcje.
– Odtwarzania? No proszę mi nie mówić, że pracujecie nad tym, by odrastały nam organy!
– No nie dosłownie... Jeśli stracimy rękę, to ta ręka oczywiście nam nie odrośnie. Ale staramy się poznać mechanizmy, które kontrolują proces gojenia i które kontrolują procesy biologiczne komórek macierzystych. Chcemy wykorzystywać naturalne siły występujące w naszych organizmach, żeby wspierać proces leczniczy na przykład w chorobach zapalnych czy przy urazach. To jest niesamowite, ale to, co do niedawna leżało w sferze science fiction, obecnie staje się dostępne. – Czyli co dokładnie robicie? – Staramy się na przykład stworzyć biologiczne skafoldy, bidy, które powstają z tkanek ludzkich. – Skafoldy? – Czyli rusztowania. Rusztowanie biologiczne, na którym będziemy w stanie osadzać poszczególne populacje komórkowe czy komórki macierzyste, pobudzać ich rozwój, ich różnicowanie w kierunku innych komórek, które będą budowały nową tkankę. – Jak to robicie? – Wiele ośrodków na całym świecie zajmuje się tą tematyką. W naszym przypadku wykorzystujemy skórę pozyskaną od pacjentów bariatrycznych, czyli tych, którzy zmagali się z otyłością. W skrócie operacja bariatryczna polega na zmniejszeniu żołądka – po niej pacjenci tracą bardzo dużo na wadze. Powstaje u nich fałd skórny, który utrudnia normalne funkcjonowanie, i ten fałd skórny jest usuwany podczas zabiegu abdominoplastyki. Zwykle usunięta skóra jest utylizowana. My zaś staramy się ją wykorzystywać – oczywiście za zgodą pacjentów oraz komisji bioetycznej. Następnie skórę odkomórkowiamy, czyli usuwamy wszystkie komórki pacjenta. – Po co? – Bo chcemy stworzyć szkielet kolagenowy. Kolagen jest składnikiem, na którym osadzone są komórki. Na tym rusztowaniu kolagenowym chcemy osadzać inne komórki i w warunkach laboratoryjnych doprowadzać do powstania tkanki. Chcemy również wykorzystywać samo rusztowanie jako opatrunek biologiczny, który ma przyspieszać leczenie ran głębokich.
– Czyli jakich dokładnie? Jakim ludziom chcecie pomagać?
– Wyobraźmy sobie na przykład osobę, która uległa rozległemu poparzeniu. Na mniejszych powierzchniach możliwy jest przeszczep własnej skóry, a my chcemy opracować taką technikę, w której będzie można używać substytutu skóry, czyli opatrunku biologicznego, do tego, żeby przede wszystkim zaopatrzyć ranę i w ten sposób sprzyjać procesowi gojenia, co ma doprowadzić do zmniejszenia blizny oraz szybszego gojenia się rany.
– Ale nie tylko w przypadku poparzeń będzie można korzystać z tej metody?
– Mamy taką nadzieję. Prowadzimy również badania nad wykorzystaniem tego typu opatrunków do wspierania gojenia się rany stopy cukrzycowej, która nieleczona lub w bardzo zaawansowanych stanach może doprowadzić nawet do konieczności amputacji. Biorąc pod uwagę ciągle wzrastającą liczbę osób chorujących na cukrzycę, jest to istotny problem społeczny. Jeśli już uda się opracować tę metodę, będzie ona mogła być wykorzystywana również w przypadkach innych ran ciężko gojących się. Ale prowadzenie badań, nawet tych przedklinicznych, wymaga bardzo dużo czasu. – A na jakim etapie jesteście? – Jesteśmy w trakcie bardzo obiecujących prób przedklinicznych, czyli analiz laboratoryjnych oraz tych prowadzonych na modelach zwierzęcych. I myślimy już o tym, by w niedalekiej przyszłości rozpocząć pierwsze testy kliniczne. – Czyli na ludziach. – Tak, ale do tego celu potrzebujemy odpowiednich pomieszczeń, laboratoriów o odpowiednich klasach czystości. Chcemy produkować opatrunki biologiczne, które będą spełniały wszystkie normy umożliwiające ich stosowanie kliniczne. Kontynuować będziemy również prace nad ich rozwojem, tak aby możliwe było wykorzystanie rusztowań zasiedlonych komórkami autologicznymi, a więc tymi, które pochodzą od przyszłych biorców przeszczepu.
– Czyli chcecie po prostu sprawić, by na waszej bazie odrosła prawdziwa skóra pacjenta?
– Chcemy wprowadzić opatrunek biologiczny, który będzie aktywnie wspierał proces gojenia się rany. A jeżeli nie będzie w stanie całkowicie wrosnąć w skórę, to żeby chociaż powstała blizna była mniejsza. Albo w przypadkach, w których nie ma możliwości zrobienia przeszczepu autologicznego skóry, żeby ci pacjenci mieli większą szansę na leczenie i zaopatrzenie rany, co z całą pewnością zmniejszy częstość infekcji i powikłań.
– Jaka jest rola komórek macierzystych w waszych badaniach?
– Rzeczywiście, postanowiliśmy również wykorzystywać komórki macierzyste w naszych badaniach, aby lepiej poznać ich biologię. Chcemy zbadać ich funkcje biologiczne, interakcje między komórkami macierzystymi a komórkami układu immunologicznego oraz mechanizmy molekularne kontrolujące proces różnicowania się. – Po co? – Bo w ten sposób będziemy później w stanie lepiej zacząć wykorzystywać je terapeutycznie. W naszych badaniach staramy się m.in. wykorzystywać komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej, od ludzi...
– Z tej skóry, na której budujecie skafoldy?
– Tak, z tkanki podskórnej. Generalnie tkanka tłuszczowa jest bardzo powszechna w naszym organizmie. To dla wielu osób problem, ale zarazem i pewne dobrodziejstwo, bo to tkanka zasobna w komórki macierzyste, które mają silne działania przeciwzapalne. Mówimy o mezenchymalnych komórkach macierzystych. Staramy się poznać lepiej ich funkcje, ich wpływ na układ immunologiczny, a następnie znaleźć aplikację do zastosowania ich w chorobach prozapalnych. I tu pojawił się pewien pomysł. Chcemy wykorzystywać komórki macierzyste do leczenia chorób o podłożu zapalnym, czyli takich, w których dochodzi do nadmiernej aktywacji układu immunologicznego. Oczywiście sam pomysł nie jest nowy i badania takie już znajdują pomału swoje zastosowanie praktyczne.
– Nie jest nowy? No to czego mają dotyczyć wasze badania?
– My chcemy wykorzystać potencjał przeciwzapalny komórek macierzystych do leczenia zapalenia alergicznego w płucach, które leży m.in. u podłoża astmy. I chcielibyśmy podawać je tym pacjentom chorym na astmę, którzy nie reagują na klasyczne leczenie. Oczywiście dostępna jest skuteczna terapia niwelująca objawy chorobowe, ale nie działa ona na wszystkich pacjentów. Aby opracować nową formę terapii, musimy zbadać, czy podawanie komórek macierzystych jest bezpieczne, w jaki sposób one funkcjonują w środowisku płuca, co się tam tak naprawdę dzieje. Obecnie prowadzimy badania laboratoryjne.
– Skoro prowadzicie badania na zwierzętach, to znaczy, że są one już zaawansowane... Niedługo będziecie testować tę metodę na ludziach?
– Staramy się przechodzić z badań in vitro – jeśli mamy obiecujące wyniki – do badań in vivo, czyli w ustroju u zwierząt. Oczywiście nie ma idealnych modeli. Choćbyśmy dostawali najlepsze wyniki na modelu zwierzęcym, to musimy też rozpocząć badania kliniczne. W chwili obecnej jest na to stanowczo za wcześnie. Bezpieczeństwo stosowania przede wszystkim. Musimy pamiętać, że w badaniach medycznych jest tak, że proces od pomysłu do wdrożenia jest bardzo długi. I nawet jeżeli mówimy o terapiach biologicznych, o terapiach komórkowych, to te badania muszą być naprawdę szeroko zakrojone. Bo tu chodzi o bezpieczeństwo ludzi. Jeżeli pacjentowi podajemy komórki, które mają mu pomóc, musimy mieć pewność, że będą pomagały, a nie będą generowały kolejnych problemów.
–A jakie miałoby być zadanie tych komórek macierzystych w leczeniu astmy?
– One mają przede wszystkim wyciszyć zapalenie w płucach, a więc skutecznie ograniczać objawy chorobowe. Takie jest założenie. Mezenchymalne komórki macierzyste były już stosowane w przypadku chorych z innymi chorobami prozapalnymi... – I co się działo? –W przypadku niektórych chorób te efekty są niesamowite. To naprawdę działa. Nie są to natomiast powszechnie dostępne terapie, a najczęściej próby kliniczne. Ich terapeutyczna przydatność wiąże się m.in. z ich silnymi właściwościami przeciwzapalnymi, czyli są w stanie regulować aktywność układu immunologicznego w taki sposób, że znacznie ograniczają proces zapalny. Czyli jeśli w przypadku zapalenia alergicznego w płucach dochodzi do nadreaktywności układu immunologicznego wywołanego alergenem, podawanie takich komórek – cały czas analizujemy, w jaki sposób to się dzieje – ma wyciszyć tę aktywność i mamy nadzieję zwiększyć podatność tych pacjentów na działanie leków. Czy to jest możliwe? To wymaga jeszcze czasu, ale mamy nadzieję odpowiedzieć na te pytania niebawem.
– No właśnie, kiedy będzie to „niebawem”?
– Projekt ze skafoldami, czyli tymi rusztowaniami biologicznymi, jest dosyć zaawansowany. Mamy nadzieję już wkrótce rozpocząć próby kliniczne.
– To ja jeszcze raz zapytam: kiedy to „niebawem”?
–W ciągu najbliższych trzech lat. – A ten lek na astmę? – Nie, nie! Nie mówmy na razie, że będziemy leczyć astmę. Bo to jest badanie, które ma na celu przede wszystkim poznanie pewnych mechanizmów biologicznych. Oczywiście – będzie świetnie, jeśli to będzie super działać i jeśli będziemy mogli niektórym pacjentom pomóc. Ale musimy też być świadomi, że izolacja mezenchymalnych komórek macierzystych, ich przetwarzanie, a później podawanie są o wiele bardziej kosztowne niż terapia, która jest obecnie dla pacjentów dostępna i która w wielu przypadkach bardzo dobrze działa. Z naszych badań mogliby potencjalnie skorzystać ci chorzy, na których ta terapia nie działa lub działa w niezadowalający sposób. Ale jesteśmy jeszcze daleko od tego etapu. Na razie naszym celem jest poznanie mechanizmów biologicznych. Oczywiście, jesteśmy podekscytowani każdym tego dwóch, typu projektem. Medycyna regeneracyjna jest naprawdę fascynująca. Dlatego że wszystko, co tu robimy, może mieć bezpośrednie przełożenie praktyczne. Ale nie można popadać w hurraoptymizm – spokojnie... Jak już powiedziałem, czas od pomysłu do jego wdrożenia jest bardzo długi. No i wymaga olbrzymich nakładów finansowych. Bo te wszystkie badania kosztują krocie.
– Ale te dwa projekty to nie wszystko, czym się zajmujecie?
– No nie. Realizujemy też projekty w kooperacji z innymi jednostkami naukowymi, współpracujemy z firmami, prowadzimy badania stricte naukowe, w sensie poznawcze. We wszystkich projektach, również tych, o których rozmawialiśmy przed chwilą, współpracujemy z klinikami uniwersyteckimi. Wszystkie realizowane przez nas projekty naukowe pozwalają lepiej zrozumieć mechanizmy chorobowe i procesy biologiczne zachodzące w ciele człowieka. To niezwykle interesujące z punktu poznawczego. To oczywiście może w przyszłości rodzić nowe pomysły i nowe możliwości ich zastosowania praktycznego, ale tak naprawdę skupiamy się na poznaniu mechanizmów funkcjonowania układu immunologicznego oraz na procesach regeneracji. Oczywiście analizowane są one od lat i już dużo o nich wiemy, a mimo wszystko nadal mamy wielkie dziury w wiedzy, dużo pytań, na które nie znamy odpowiedzi. I na nie właśnie chcemy znaleźć odpowiedź. Ale to jest bardzo często tak, że kiedy odpowiadamy na jedno pytanie, otwieramy do tej pory zamknięte drzwi, a za tymi drzwiami mamy kolejne pytania...