Serce od świni, skóra z drukarki 3D

Prof. dr hab. Zbigniew Włodarczyk jest kierownikiem Katedry Transplantologii i Chirurgii Ogólnej oraz dziekanem Wydziału Lekarskiego Collegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Jest specjalistą chirurgii ogólnej i transplantologii klinicznej i członkiem brytyjskiego Królewskiego Towarzystwa Chirurgów.

• Niedawno zespół z New York University doniósł o wszczepieniu - do sztucznie podtrzymywanych organizmów dwóch zmarłych wcześniej pacjentów - serc pobranych od zmienionych genetycznie świń. Eksperyment uznano za sukces. Czy to przełom?

– Przełom to coś, co zmienia oblicze medycyny. Takie zdarzenia mają miejsce rzadko. Możemy raczej mówić o kolejnym kroku, który może do tego doprowadzić, ale teraz jeszcze nie wprowadza on dramatycznych zmian. Celem tego dosyć niecodziennego zabiegu było sprawdzenie, jak serce ksenogeniczne, czyli pobrane od gatunku innego, niż człowiek, zachowa się w ludzkim organizmie. Dotychczas podobne obserwacje prowadzone były tylko w sytuacji klinicznej, tzn. kiedy lekarze podejmowali desperackie próby przeszczepienia serc pobranych od świń, ewentualnie od małp - człowiekowi żywemu, aby ratować jego życie. W przeszczepach ksenogenicznych pokładano nadzieje już pod koniec XIX i na początku XX wieku i nie spełniły one oczekiwań. Takie zabiegi prowadzono także w Polsce. M.in. Zbigniew Religa przeszczepiał serca pochodzące od świń, ale rezultaty nie były dobre.

• Jak więc był cel najnowszego eksperymentu?

– Priorytetem nie było leczenie, dlatego można było skupić się na obserwacji zachowania samego wszczepionego narządu. Zastosowana metoda jest oczywiście unikalna. Czekamy teraz na wyniki.

• Czy chodzi o szybkie odrzucanie takich przeszczepów?

– Znakomity brytyjski transplantolog Roy Calne podzielił zwierzęta na zgodne i niezgodne z człowiekiem pod względem układu odpornościowego. Na przykład zakres immunologicznej zgodności jest dużo wyższy w przypadku małp naczelnych, niż innych zwierząt, w tym świń. Chodzi o znajdujący się na komórkach większości gatunków antygen, który obecny jest także na powierzchni bakterii. Układ odpornościowy nie wie, że ma do czynienia z przeszczepem, i w odpowiedzi na ten antygen rozpoczyna atak, niszcząc obcy narząd.

• Jednak naukowcy starają się tę barierę pokonać. Jak to robią?

– Istnieją dwa możliwe podejścia. Jedno celuje w układ odpornościowy człowieka, ale to nie jest raczej dobra droga, ponieważ wymaga silnego stłumienia odpowiedzi immunologicznej. To by powodowało, że organizm stanie się bezbronny. Drugie podejście, wykorzystane w najnowszym eksperymencie z sercami świń, opiera się na samej modyfikacji zwierząt - tak, aby ich narządy nie były odrzucane. Można na przykład wyłączyć gen odpowiedzialny za produkcję wspomnianego antygenu. Sytuacja jest jednak bardziej skomplikowana, bo układ odpornościowy działa wielostronnie i może nadal atakować narząd. Prowadzone są więc prace nad tym, aby dzięki dodaniu odpowiednich genów sprawić, by w zwierzęciu rozwijał się jeden narząd, np. wątroba czy serce, który będzie zbliżony do narządu ludzkiego. To obiecujący kierunek.

• A czy taki organ nie będzie się szybko starzał? Świnia żyje od 15 do 20 lat. Czy to nie oznacza, że np. pobrane od niej serce za 20 lat będzie już bardzo stare?

– Tego nie wiemy, ponieważ procesy starzenia się są bardzo złożone. Jeśli tak się będzie działo, być może nauka też znajdzie na to sposób. A jeśli nie, to po odpowiednim czasie można usunąć stary organ i wszczepić nowy.

• Dlaczego naukowcy skupiają się na świniach, skoro duże małpy są bardziej zgodne z człowiekiem?

– W tym przypadku istotne są względy etyczne. Biolodzy ustalili już, że małpy naczelne mają silnie rozwiniętą inteligencję i emocjonalność. Czują np. przywiązanie, radość, tęsknotę i oczywiście ból. Niektórzy nawet klasyfikują je jako istoty mieszczące się pomiędzy ludźmi i zwierzętami - jeszcze nie ludzie, ale już nie zwierzęta. W wielu krajach nie wolno już na nich prowadzić badań medycznych. Nie powinno też się ich łapać w celu zamykania w zoo.

• Świń póki co w podobny sposób się zwykle nie postrzega.

– „Postrzega” to tutaj dobre słowo, ponieważ - jak wskazują badania - świnie mają inteligencję wyższą od psów. Niemniej jednak masowo hoduje się je na mięso i wyroby ze skóry.

• Eksperci zwracają również uwagę na inne zagrożenie - wirusy. Na czym ono polega?

– Obawiamy się transferu wirusów obecnych w zwierzętach. Większość takich zarazków jest dla człowieka niegroźna, jednak może się zdarzyć, że jeśli pokonają gatunkową barierę, to zmutują i staną się zjadliwe. Epidemia Covid-19 pokazała, że takie sytuacje mogą mieć miejsce. SARS-CoV2, jak się uważa, przeszedł przecież na człowieka od zwierząt, dla których był nieszkodliwy. Podobnie było z HIV. W przypadku świń chodzi głównie o utajone retrowirusy, czyli PERV. U ok. 30 proc. osób, którym wszczepiano pobrane od świń wysepki trzustkowe, można było potem wykryć przeciwciała przeciw świńskim wirusom, choć nie pojawiła się żadna infekcja.

• Taki wirus pochodzący od świni może więc być zagrożeniem nie tylko dla pacjenta, ale także dla innych ludzi? Czy może nawet wywołać epidemię?

– Nie demonizowałbym zagrożenia, choć takich zdarzeń też wykluczyć nie można.

• Nie da się takich wirusów pozbyć?

– Może to być niewykonalne, m.in. dlatego, że część z nich jest wbudowana w genom zwierząt i przekazywana z pokolenia na pokolenie.

• Jednak może warto pewne ryzyko podjąć - a także wszystkie wysiłki, o których Pan powiedział. Korzyści z ksenotransplantacji mogą być olbrzymie, prawda?

– Po pierwsze, zapotrzebowanie na zabiegi stale się zwiększa, a liczba dawców - nie. Przy tym od żywego człowieka można pobrać tylko jedną nerkę oraz wycinek wątroby - nic więcej. Zwierzęta siłą rzeczy mogą więc stać się rezerwuarem relatywnie łatwo dostępnych narządów.

• Jak dobrze one mogą działać?

– Anatomiczne różnice między świńskimi i ludzkimi organami są często niewielkie. Serce czy nerka mogą działać niemal tak samo, jak naturalny narząd człowieka.

• A czy z pomocą manipulacji genetycznych możliwe byłoby hodowanie zwierzęcia z myślą o konkretnym pacjencie, tak aby organy najlepiej do niego pasowały?

– Taki jest też cel - aby transplantacje były spersonalizowane. Przeszczep tego rodzaju nie wymagałby nawet podawania leków immunosupresyjnych. Jeśli to się powiedzie, to rzeczywiście byłby przełom. Nie sądzę, aby to nastąpiło w czasie mojego życia zawodowego, ale w przyszłości może się zrealizować.

• Naukowcy próbują już hodować narządy w laboratorium.

– Nauka i medycyna często rozwijają się nieprzewidywalnie, więc tego nie wiemy. Ważne jest, aby podejmować różne próby - i zwykle po czasie okazuje się, którą drogę wybrać najlepiej. Obecnie bada się trzy ścieżki - ksenotransplantacje, hodowle narządów oraz wytwarzanie ich z pomocą biodruku 3d. Udało się już wyhodować nerkę, która w modelu zwierzęcym produkowała mocz. Już dawna hoduje się skórę, którą rutynowo wykorzystuje się przy poparzeniach.