|
W 2006 r. roku zakończone zostały
prace badawcze przewidziane do wykonania w ramach projektu
„Wykorzystanie transgenezy w genetycznej
modyfikacji świń dla pozyskiwania organów do
transplantacji u człowieka” PBZ-KBN-048/P05/2001. Koordynatorem
projektu był prof. Zdzisław Smorąg z Instytutu Zootechniki w Balicach.
Projekt ten realizowany był przez 11 ściśle współdziałających ze sobą
zespołów naukowych reprezentujących biologię molekularną, rozród i
embriologię zwierząt, mikrobiologię, immunologię i chirurgię transplantacyjną
Stanowił kompleksowe, wymagające zharmonizowania wielu wątków i zadań
przedsięwzięcie. Projekt okazał się być bardzo unikatowym w aspekcie
interdyscyplinarnym, uczestniczyły w nim zespoły biotechnologów, biologów i
lekarzy. Zrealizowane cele badawcze przez jedne grupy były bezpośrednio
wykorzystywane przez kolejne zespoły. W efekcie prowadzonych prac powstała
między innymi książka „Biotechnologiczne i medyczne podstawy ksenotransplantacji”,
w której skupiają się wątki biologii molekularnej, biologii rozrodu jak i
chirurgii, co dodatkowo podkreśla wartość publikacji. W pracach uczestniczyły
trzy zespoły z Poznania, w tym również pracownicy naszej Katedry pod
kierunkiem prof. Słomskiego. Wyjątkowość prac naszych pracowników wynikała z
uczestniczenia w projekcie już na pierwszych etapach prac, związanych z
przygotowywaniem konstrukcji genowych, wyszukiwaniem transgenicznych
zwierząt, jak również wprowadzaniem zmian w komórkach świni.
|
|
Każdego dnia umierają na świecie setki osób oczekujących
na przeszczep narządów, ze względu na zbyt długi czas oczekiwania na dawcę.
Przyjmuje się, że dostępność organów do przeszczepu będzie z każdym rokiem
malała. Obecnie rysują się trzy możliwości poprawy tej sytuacji. Jedną jest
opracowanie technologii uzyskiwania komórek macierzystych od pacjentów i
pobudzanie ich do przekształcania się w określone narządy. Drugą możliwością
są narządy mechaniczne np. sztuczne serce. Trzecią
alternatyw i jednocześnie radykalnym rozwiązaniem, któremu poświęcone jest
niniejsze opracowanie, stanowi ksenotransplantacja. Jak
dotąd wszystko zdaje się wskazywać, że jest to rozwiązanie mające największy sens.
Ksenotransplantacja jest procedurą transplantacji,
implantacji lub infuzji do organizmu człowieka żywych komórek, tkanek lub
organów pochodzących od innych organizmów niż człowiek oraz płynów
ustrojowych, komórek, tkanek lub organów, które miały ex vivo kontakt z komórkami, tkankami, organami innymi niż człowieka. Pierwsze
tkanki zwierzęce zostały przeszczepione człowiekowi już w 1682 r., kiedy
uzupełniono ubytek czaszki człowieka fragmentem czaszki psa. W latach 60-tych
XX w. przeszczepiano
skórę żab osobom silnie poparzonym, jądra małp, nerki i serca szympansów. W
1984 r. zainteresowanie ksenotransplantacją odnowiło
się po próbie przeszczepienia niemowlęciu serca pochodzącego od pawiana
– „przypadek Baby Fae”.
Każda z tych prób, jak wiele innych, kończyła się tylko częściowym
powodzeniem. Jednak dopiero nowoczesne metody inżynierii komórkowej
umożliwiają zastosowanie ksenotransplantacji jako
nieograniczonego źródła komórek i narządów do przeszczepów.
Obecnie nad zagadnieniem ksenotransplantacji pracują
najlepsze zespoły badawcze na świecie. Taki zespół pracuje również w Polsce.
Ponieważ uzyskane wyniki badań mogą być wykorzystane w praktyce i wiążą się z
uzyskiwaniem dochodów, szczegóły badań prowadzonych w wielu ośrodkach nie są
udostępniane.
Ksenotransplantacja jest przedsięwzięciem
interdyscyplinarnym, wymagającym doskonalenia szeregu metod badawczych.
Badania obejmują wiele specjalności, od biologii
molekularnej (uzyskanie odpowiednich wektorów), poprzez rozród zwierząt, a w
szczególności embriologię eksperymentalną (wprowadzanie konstrukcji
genowych), hodowlę świń (utrzymanie zwierząt),
immunologię (ustalenie zgodności tkankowej biorcy i dawcy, detekcja wirusów)
aż do chirurgii transplantacyjnej.
Dawcą narządu do transplantacji może być organizm
nie tyle podobny fizycznie, co immunologicznie. Naczelnym, mimo że są
najbliżej spokrewnione z człowiekiem, nie poświęca się wiele uwagi jako dawcom organów z powodów etycznych, problemów
bezpieczeństwa i trudności związanych z hodowlą. Niestety, większość zwierząt
laboratoryjnych, takich jak szczury, myszy, chomiki i świnki morskie, nie
spełnia wymagań.
Badania kliniczne wskazują, że świnia domowa najlepiej spełnia kryteria przydatności
organów do ksenotransplantacji.
Wielkość narządów, ich wydolność fizjologiczna jest niemal identyczna z
ludzkimi. Za wyborem świni jako potencjalnego dawcy
organów do ksenotransplantacji
przemawiają również następujące fakty: świnia jest gatunkiem o wysokiej
plenności i płodności, tanim i łatwym w utrzymaniu, ponadto osobniki szybko
rosną, a ich organy w stosunkowo krótkim czasie osiągają pełną wielkość i
wydolność fizjologiczną stosowaną do potrzeb ksenotransplantacji. Ponadto świnia jest gatunkiem, u którego, w porównaniu do innych
dużych zwierząt, dosyć łatwo można przeprowadzić modyfikacje genowe. Dodatkowo badania dotyczące
międzygatunkowej homologii DNA człowieka oraz zwierząt wskazują na wysoką
homologię, z wyjątkiem naczelnych, między człowiekiem i świnią.
Transplantacja narządu zawsze wiąże się z ryzykiem
odrzucenia przeszczepu, co w przypadku przeszczepów allogenicznych
zostało w większości przypadków pokonane dzięki stosowaniu leków
immunosupresyjnych, hamujących aktywność układu odpornościowego. Ryzyko
odrzucenia narządów świni jest znacznie większe niż
ryzyko odrzucenia narządów człowieka, ponieważ przeszczepy narządów świni są
dla człowieka wysoce niezgodne tkankowo i niemal natychmiast dochodzi do nadostrego
odrzucenia. Ma to związek z występowaniem ksenoreaktywnych
przeciwciał i różnic w układzie dopełniacza. Nie bez znaczenia jest również
ostre odrzucenie naczyniowe i opóźnione odrzucenie. Najpoważniejszą kwestią
związaną z transplantacją w ogóle, a ksenotransplantacją w
szczególności, jest właśnie problem zgodności immunologicznej narządu dawcy i
organizmu biorcy.
Ksenotransplantacji poświęca się wiele uwagi nie
tylko z powodu ogromnego braku narządów do przeszczepów, ale także ze względu
na brak stuprocentowej pewności, czy jest to technologia całkowicie
bezpieczna dla człowieka. Z całą pewnością trzeba być świadomym potencjalnych
zagrożeń, jakie może nieść ksenotransplantacja. Jednym
z nich jest możliwość zarażenia człowieka utajonymi retrowirusami (PERV).
Nikt obecnie nie zna odpowiedzi na pytanie, jak duże może być to zagrożenie.
Przybliżona odpowiedź musi zostać poznana przed podjęciem prób klinicznych.
Być może przyszłość będzie nieco inna, gdy nauczymy się
pobierać komórki macierzyste od pacjentów i pobudzać je do przekształcania
się w brakujące narządy. Ten kierunek na razie zdaje się być bardzo odległy.
Na obecnym etapie wydaje się więc jak najbardziej
uzasadnione prowadzenie badań, w kierunku możliwości wykorzystania narządów
transgenicznych świni do transplantacji w medycynie.
W latach 2003-2005 jedenaście polskich zespołów
badawczych uczestniczyło we wspólnym projekcie badawczym z zakresu ksenotransplantacji.
Wyniki prac umożliwiły przygotowanie niniejszego opracowania z podziałem na
część molekularną, biotechnologiczną i transplantacyjną.
Ryszard Słomski, Zdzisław Smorąg i Lech Cierpka
|
