Army Medicine/Flickr/CC BY 2.0
Pierwszą na świecie bioniczną trzustkę wraz z naczyniami krwionośnymi wydrukowali
w technice 3D badacze z Fundacji Badań i Rozwoju Nauki pod kierunkiem
dr hab. med. Michała Wszoły. Na kwiecień planuje się wszczepienie
wydrukowanych płatków trzustkowych myszom.
W kwietniu tego roku naukowcy Fundacji zamierzą wszczepić wydrukowane
płatki trzustkowe wraz z wyspami trzustkowymi myszom, żeby sprawdzić ich
zachowanie w żywym organizmie. W październiku 2019 r. planowane są
eksperymenty na świniach.
Nikt jeszcze nie wyprodukował narządu miąższowego z pełnym unaczynieniem
- podkreślił w rozmowie z PAP dr hab. Michał Wszoła, chirurg
transplantolog. Już wcześniej opracował on nową metodę mało inwazyjnego
leczenia powikłanej cukrzycy przy użyciu endoskopowego przeszczepienia
wysp trzustkowych pod śluzówkę żołądka. Jego najnowszym przedsięwzięciem
jest bioniczna trzustka, w przyszłości również przeznaczona do leczenia
cukrzycy.
Wydrukowana w technice 3D trzustka składa się wyłącznie z wysp
trzustkowych; nie ma pełnić funkcji zewnątrzwydzielniczej takiej, jak w
prawdziwej trzustce. Zakłada się jednak, że w przyszłości może ona
przywrócić wytwarzanie insuliny w organizmie chorego na cukrzycę.
Obecnie jest to możliwe wyłącznie poprzez wstrzykiwanie tego hormonu
odpowiednim podajnikiem lub pompą insulinową.
Ludzka trzustka produkuje sok trzustkowy pomagający w trawieniu.
Wokół niej jest około 1 mln wysepek trzustkowych, czyli takich małych
kuleczek, składających się z komórek alfa i beta, które produkują
insulinę i glukagon. Osoby z cukrzycą mają zniszczone wyspy trzustkowe,
czyli nie mają tych komórek wytwarzających insulinę i glukagon.
Produkowany jest tylko sok trzustkowy. Dlatego przewlekle muszą stosować
insulinę w zastrzykach. Postanowiliśmy, że wytworzymy narząd, który
będzie produkował insulinę i glukagon w oparciu o komórki alfa i beta – tłumaczy dr hab. Wszoła w rozmowie z PAP.
Polscy badacze pobrali od zwierząt komórki wysp trzustkowych i zmieszali
je z biotuszem - substancją o składzie, który umożliwia przeżycie tych
komórek. Biodrukarka zaczęła układać je przestrzennie w bioreaktorze
zgodnie ze wzorem, opracowanym wcześniej na komputerze. Jednocześnie
przy użyciu drugiej strzykawki drukowane były naczynia krwionośne, przez
które w narządzie będzie przepływała krew.
Po wydrukowaniu takiej trzustki nie patrzyliśmy, jak ona wygląda
naturalnie; w ogóle nas to nie interesowało. Przekonaliśmy się, że
jesteśmy w stanie wydrukować narząd o grubości od 1 cm do 1,5 cm
wysokości, i że musi mieć on odpowiednio gęstą sieć naczyniową, żeby
wszystkie komórki wysp trzustkowych były dobrze zapatrzone w glukozę i
tlen – opowiada dr hab. Wszoła.
Polscy badacze musieli wytworzyć odpowiedni biotusz - gdyż takiego,
który by się nadawał do tego eksperymentu, jeszcze nie było. Kolejną
trudnością było to, żeby z płyn w strzykawce, w kartridżu - po
wydrukowaniu i zadziałaniu czynników fizykochemicznych zamienił się w
stan stały i by mógł układać kolejne warstwy, a także utrzymać
strukturę.
Wcześniej zrobiliśmy badania matematyczne, które pozwoliły ocenić, na
ile ten narząd będzie funkcjonalny, kiedy zostanie uruchomiony
krwiobieg. Jak będzie się zachowywała krew w tym narządzie - w
zależności od różnych wartości jej ciśnienia i hematokrytu; który mówi,
ile krwinek czerwonych jest we krwi. Pewne naczynia trzeba było
wydłużyć, a inne skrócić – mówi dr hab. Wszoła.
W kwietniu uzyskane w biodrukarce płatki trzustkowe z wyspami zostaną
przetestowane na myszach. Badania te potrwają do czerwca. W październiku
2019 r. większy fragment biotrzustki o rozmiarach kilku centymetrów
wraz z naczyniami zostanie przetestowany na świniach. Musimy
sprawdzić, jak ten narząd będzie żył w żywym organizmie, jak powstanie w
nim mikrokrążenie i jak zmieni się jego struktura – dodaje dr hab. Wszoła.
Zdaniem specjalisty nikt tego jeszcze nie zrobił. W innych
eksperymentach zasiedla się odpowiednie biodegradowalne rusztowanie
komórkami, a potem wszczepia się człowiekowi. Można to stosować tylko do
pewnych typów tkanek, takich jak chrząstka, kości, tchawica lub pęcherz
moczowy - ale nie do wątroby, trzustki, nerek czy płuc, bo są to
narządy miąższowe, które muszą mieć unaczynienie. Zbudowanie tego
unaczynienia było nas dużym wyzwaniem - podkreśla.
14 marca w trakcie aukcji charytatywnej dzieł naukowych będziemy
prezentować wyniki naszej pracy nad bioniczną trzustką i mamy nadzieję
nawiązać współpracę z biznesem w celu dalszego rozwoju projektu – powiedział dr hab Wszoła. Jak wyjaśnił, na razie bioniczna trzustka wydrukowana została z komórek zwierzęcych, świńskich. Nie ma to jednak żadnego znaczenia, traktujemy ją jako model do badań.
Realizowany przez Fundację Badań i Rozwoju Nauki projekt bionicznej
trzustki w technologii 3D dofinansowany jest ze środków Narodowego
Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu STRATEGMED III. Konsorcjantami
w programie są Instytut Nenckiego, Politechnika Warszawska, Warszawski
Uniwersytet Medyczny, Szpital Dzieciątka Jezus i Spółka MediSpace.
Założeniem projektu jest stworzenie trzustki "szytej na miarę" z komórek
macierzystych pacjenta, co wyeliminuje ryzyko odrzutu.
Badaniami polskiego konsorcjum zainteresowali się pomysłodawcy i
założyciele firmy Cellink, światowego prekursora w dziedzinie biodruku
3D. Erik Gatenholm i Hector Martinez w czwartek odwiedzą laboratorium
Fundacji i wezmą udział w aukcji charytatywnej w Warszawie, której celem
jest pozyskanie kolejnych środków na sfinansowania badań Fundacji.
Źródło: Kopalnia Wiedzy, alexjones.pl,
Opublikowano 59 minutes ago, autor: An..
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz