Kalifornijski Instytut Medycyny Regeneracyjnej świętuje dekadę działalności

 10 lat temu, w odpowiedzi na zablokowanie przez Republikanów możliwości finansowania badań nad embrionalnymi komórkami macierzystymi z funduszy federalnych, władze stanu Kalifornia postanowiły utworzyć własną agencję, której zadaniem miało być finansowanie badań nad terapiami z wykorzystaniem komórek macierzystych. Utworzenie agencji zostało poparte w referendum przez mieszkańców stanu, którzy zgodzili się także na to by agencja otrzymała $ 3mld na granty na badania związane z medycyną regeneracyjną i komórkami macierzystymi, nie tylko embrionalnymi.



 Po dekadzie działalności Kalifornijski Instytut Medycyny Regeneracyjnej (California Institute for Regenerative Medicine - CIRM), który wbrew nazwie nie jest instytutem naukowym tylko agencją grantową, może pochwalić się pierwszymi osiągnięciami - próbami klinicznymi. 10 z nich zostało niedawno w skrócie opisanych na oficjalnym blogu instytutu, a wiele z nich pojawiło się również w postach na fanpage'u Medycyna Regeneracyjna.

 Leczenie HIV/AIDS
Firma Calimmune opracowała i zaczyna testować terapię genową zakażenia wirusem HIV, która polega na pobraniu od pacjenta hematopoetycznych (krwiotwórczych) komórek macierzystych, a następnie ich genetycznej modyfikacji, w wyniku której wytwarzane przez nie komórki krwi nie produkują białka, dzięki któremu wirus wnika do wnętrza komórki. Mutacja ta występuje naturalnie u bardzo niewielkiej liczby ludzi, którzy są odporni na zakażenie wirusem. Jak do tej pory kilka osób, między innymi tak zwany "berliński pacjent" zostało wyleczonych, dzięki przeszczepowi szpiku kostnego od osoby "odpornej". Celem terapii jest stworzenie takiej możliwości dla każdego zakażonego, bo większość z nich nie może liczyć na zgodnego, odpornego dawcę.
 Taką samą strategię przyjęli naukowcy z City of Hope, którzy opracowują swoją terapię wspólnie z firmą Sangamo Biosciences i także przystępują już do badań klinicznych. 

Leczenie urazu rdzenia kręgowego 
 Ostatnio było głośno o polskich lekarzach, którym udało się postawić na nogi sparaliżowanego pacjenta. Również w USA naukowcy pracują nad opracowaniem tego typu terapii i to już od dłuższego czasu. W przeciwieństwie jednak do polskich lekarzy, ci z Kalifornii będą jednak wykorzystywać embrionalne komórki macierzyste, a nie komórki własne pacjenta. Komórki te będą następnie różnicowane do komórek prekursorowych oligodendrocytów, które tworzą osłonki mielinowe nerwów. Naukowcy liczą na to, że komórki te wszczepione w miejsce urazu rdzenia pozwolą go zregenerować i przywrócić pacjentom sprawność. 

Leczenie chorób serca 
 Firma Capricor opracowała i zamierza poddać próbom klinicznym terapię mięśnia sercowego uszkodzonego przez zawał. Zostaną w niej wykorzystane komórki macierzyste serca pobrane od dawców, które w dotychczasowych testach przedklinicznych wykazywały zdolność do redukcji blizn pozawałowych, stymulacji wzrostu nowych naczyń krwionośnych oraz poprawy sprawności całego narządu. 

Leczenie nowotworów 
 Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles opracowali terapię, która blokuje rozwój nowotworowych komórek macierzystych. Są to komórki, które mają bardzo podobne właściwości do innych komórek macierzystych, ale w przeciwieństwie do tych drugich niszczą organizm. To najprawdopodobniej one odpowiadają za przerzuty oraz nawroty choroby i często bywają odporne na leki zwalczające pozostałe komórki nowotworowe w guzie. Nowa terapia ma przynieść możliwość leczenia najcięższych nowotworów takich jak rak jajnika, ale także tych bardziej powszechnych jak nowotwór jelita grubego, rak piersi czy nowotwory mózgu.

 Również naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali terapię oddziałującą na nowotworowe komórki macierzyste (CSC). Ich zdaniem są to komórki progenitorowe powstałe z komórek macierzystych, które "wyrwały się spod kontroli". Są to oczywiście komórki wadliwe, ale system immunologicznych ich nie rozpoznaje i nie niszczy ponieważ wysyłają one do makrofagów sygnał "nie jedz mnie". Dlatego naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali przeciwciało, które blokuje wytwarzanie tego sygnału i tym samym pozwala systemowi immunologicznemu na niszczenie komórek nowotworowych. Ich zdaniem terapia ta może pomóc w leczeniu wielu rodzajów nowotworów, a przede wszystkim tych które dały przerzuty.

 Podobną metodę w leczeniu białaczki opracowali naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Stworzyli oni przeciwciało, które dezaktywuje proteinę odpowiedzialną za rozwój i przerzuty białaczki. Często występuje ona w embrionalnych komórkach macierzystych, zanika jednak w dorosłym organizmie. Nowotwór jest zatem pewnego rodzaju formą embrionalną, którą trzeba przywołać do porządku by nie czyniła zniszczeń w dorosłym organizmie.


Leczenie anemii sierpowatej 
 Kolejną terapią osiągającą stadium kliniczne jest terapia genowa anemii sierpowatej. To dziedziczna choroba genetyczna, w wyniku której organizm pacjenta produkuje niewłaściwie uformowane komórki czerwonych krwinek. Mają one sierpowaty kształt przez co często zahaczają o ściany naczyń krwionośnych oraz tworzą niebezpieczne zakrzepy. W tej chwili jedyną metodą leczenia są okresowe transfuzje krwi, które pozwalają wprowadzić do organizmu zdrowe erytrocyty. Nowa terapia ma być podobna do opisywanej niedawno terapii ciężkiego złożonego niedoboru odporności (SCID) i polegać na pobraniu od pacjenta szpiku kostnego, jego genetycznej modyfikacji w laboratorium i powrotnym przeszczepieniu szpiku, tak by produkował zdrowe czerwone krwinki.

Leczenie cukrzycy 
 Firma Viacyte zaczyna próbne przeszczepy kapsuł, w których zamknięte są wyprowadzone z embrionalnych komórek macierzystych komórki progenitorowe komórek trzustki produkujących insulinę. Komórki te dojrzewają w organizmie pacjenta i produkują insulinę zgodnie z potrzebami organizmu, tak jak u zdrowych ludzi. Dzięki zamknięciu w kapsule, która ma kształt podobny do połowy karty kredytowej, komórki te są chronione przed zniszczeniem przez komórki układu immunologicznego. Jednocześnie dzięki przepuszczalnej membranie są w stanie prowadzić normalny metabolizm oraz dostarczać insulinę.

Leczenie ślepoty 
 Wady narządu wzroku w poważnym stopniu utrudniają funkcjonowanie w społeczeństwie. Problem ten zaczyna narastać, ponieważ ludzie żyją coraz dłużej i coraz więcej z nich boryka się ze związaną z wiekiem utratą wzroku zazwyczaj spowodowaną przez zwyrodnienie plamki żółtej. Także ten problem może być wkrótce zażegnany, a to dzięki naukowcom z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, którzy opracowali terapię polegającą na wszczepianiu do oka płatów nabłonka barwnikowego wyhodowanego z embrionalnych komórek macierzystych. Ma on przywrócić funkcje pozostałych warstw siatkówki i tym samym pomóc odzyskać albo uratować wzrok. 

Podsumowanie
Jak więc widać, coraz więcej terapii, które jeszcze kilka lat temu były tylko obietnicą, dziś powoli staje się faktem, a medycyna regeneracyjna z naukowego konceptu przeradza się w realnie poprawiającą ludzkie życie dziedzinę. Mam nadzieję, że za następne 10 lat wiele z tych terapii będzie już standardem, a inne które dziś wydają się niemożliwe osiągną taką dojrzałość naukową jak te opisane powyżej.

Autor:Leszek Wiśniewski

Krtań z laboratorium

 Jedną z najważniejszych dziedzin zawierających się w medycynie regeneracyjnej jest inżynieria tkankowa. Bardzo często pojawia się ona w postach na facebookowym profilu Medycyna Regeneracyjna. Dziś natomiast chciałem napisać o jej bliskim powszechnego zastosowaniu. Mowa o przeszczepach hodowanej krtani.

 6 lat temu w Barcelonie przeprowadzono pierwszy w historii przeszczep organu z wykorzystaniem komórek macierzystych z wykorzystaniem zdecelularyzowanego rusztowania uzyskanego z organu dawcy. Celem operacji była wymiana jednego z oskrzeli ("rura" łącząca tchawicę z oskrzelikami) u pacjentki, która przeszła gruźlicę. Operacja powiodła się, a pacjentka czuje się dobrze. Wyniki jej obserwacji opisano w magazynie The Lancet w 2013 roku. Cała procedura była przygotowywana przez międzynarodowy zespół lekarzy i naukowców, wśród których znaleźli się między innymi dr Paolo Macchiarini z Karolinska Institutet w Sztokhlomie oraz prof. Martin Birchall z University College London. 

prof. Martin Birchall

 Obaj oczywiście nie poprzestali na tym osiągnięciu. Dr Macchiarni od tego czasu przeprowadził już około 20, cały czas eksperymentalnych, zabiegów przeszczepu hodowanej tchawicy, z czasem zastępując naturalne rusztowanie ze zdecelularyzowanych organów rusztowaniem syntetycznym (tutaj też swój wkład mieli naukowcy z University College London), a w tej chwili wspólnie z amerykańską firmą Harvard Apparatus Regenerative Technologies przygotowuje próby kliniczne tej technologii. Natomiast prof. Birchall już od 2011 roku pracował nad przygotowaniem prób klinicznych hodowanej krtani, do stworzenia której zostaną wykorzystane zdecelularyzowane rusztowania z organów pobranych od dawców oraz komórki macierzyste pacjenta - biorcy przeszczepu. Program ten, pod nazwą RegenVOX zdobył zainteresowanie brytyjskiego Medical Research Council i w zeszłym roku wszedł już w fazę prób klinicznych. Są to próby kliniczne pierwszej (bezpieczeństwo) i drugiej (efektywność) fazy, a ich pierwsze wyniki mamy poznać już w 2016 roku. Program ma się zakończyć roku później, po czym jego efekty zaczną być przygotowywane do komercjalizacji oraz wdrożenia w szpitalach zarządzanych przez brytyjski National Health Service (NHS). 

Rysunek krtani, którą mają zamiar
zrekonstruować brytyjscy naukowcy

 RegenVOX to część szerszego programu prowadzonego przez University College London, którego celem jest opracowanie technologii regeneracji tak zwanych hollow organs, czyli organów posiadających światło, do których zalicza się wspomniane już krtań i tchawicę, a także między innymi przełyk i jelita. Właśnie te organy budzą największe zainteresowanie naukowców UCL, którzy mają nadzieję, że pozytywne wyniki badań nad przeszczepem hodowanej krtani pomogą nie tylko około 2 tyś. brytyjskich pacjentów, którzy każdego roku doznają problemów z krtanią ze względu na nowotwór lub uraz, ale także innym pacjentom, którzy potrzebują rekonstrukcji wspomnianych wcześniej organów. 


 
 Jest to także jedna z pierwszych w historii prób klinicznych hodowanych organów. Tak więc jej przebieg oraz wyniki mogą pomóc zbudować standardy dla innych tego typu procedur, na początku przede wszystkim dla "hollow organs", a później także dla narządów miąższowych, takich jak wątroba czy nerki, których pierwszych eksperymentalnych przeszczepów należy się spodziewać pod koniec tej dekady. Wszystko wskazuje na to, że około roku 2020 medycyna będzie miała zupełnie inne oblicze, a niektóre z terapii z wykorzystaniem inżynierii tkankowej mogą stać się w miarę powszechna praktyką, a nie tylko naukowym newsem.

Autor: Leszek Wiśniewski

Żyły z probówki

  Zespół profesor Suchitry Sumitran-Holgersson z Sahlgrenska University Hospital¹ w Göteborgu przeszczepił trzem pacjentom wyhodowane żyły wrotne. Podobną procedurę przeprowadzono tam już kilka lat temu, ale tym razem naukowcy nieco zmodyfikowali procedurę. Zarówno teraz jak i wtedy do wyhodowania żył wykorzystano zdecelularyzowane tkanki pobrane od dawców, jednak tym razem zmieniono źródło komórek macierzystych. Poprzednio pochodziły one ze szpiku kostnego. Procedura jego pobrania jest jednak bardzo inwazyjna i nieprzyjazna dla pacjenta, którym w tym wypadku są zazwyczaj małe dzieci. Dlatego tym razem komórki macierzyste pozyskano z krwi obwodowej, czyli w procedurze podobnej do pozyskiwania komórek szpiku do jego przeszczepów.


  Okazało się, że pozyskane w ten sposób komórki nie tylko są w stanie stworzyć tkankę żyły, ale robią to nawet lepiej niż komórki pobierane bezpośrednio z jam szpikowych. Poprzednio hodowanie żyły zajęło ponad miesiąc. Tym razem naukowcy musieli czekać zaledwie tydzień. To przyspieszenie wynika prawdopodobnie ze znajdujących się we krwi czynników wzrostu, które w naturalny sposób wspierają regenerację.
Dwoje z trzech pacjentów czuje się dobrze, sytuacja trzeciego jest niepewna, ale wynika to z jego ogólnego stanu zdrowia. Przeprowadzona u nich procedura zdaje się być bezpieczna i po dalszych badaniach powinna być dopuszczona do szerszego zastosowania także w przypadku innych przeszczepów żył, przede wszystkim operacji wszczepienia bypassów mięśnia sercowego. 

Zdecelularyzowane naczynia krwionośne oraz zasiedlone już nowymi komórkami rusztowania z macierzy międzykomórkowej.
źródło: ScienceDaily

  W tym miejscu warto także wspomnieć, że podobne prace prowadzi także zespół profesor Laury Niklason z Yale University. Naukowcy z USA także zidentyfikowali regeneracyjne właściwości krwi. Okazuje się, że są one na tyle duże, że nowych naczyń krwionośnych nie trzeba nawet hodować. Wystarczy wszczepić odpowiednio przygotowane rusztowanie (wykonuje je się z komórek laboratoryjnych, które budują strukturę z macierzy międzykomórkowej na "stelażu" z nici chirurgicznych, potem taka tkanka jest decelularyzowana i przygotowywana do przeszczepu), a resztę pozostawić krwi i obecnym w niej komórkom macierzystym. Procedura ta jest rozwijana przez firmę Humacyte i obecnie jest już w fazie prób klinicznych.

Źródło: Science Daily

¹Sahlgrenska University Hospital to szpital będący częścią Sahlgrenska Academy, czyli medycznej części Uniwersytetu w Göteborgu. Szpital znany jest między innymi z eksperymentalnych przeszczepów macicy. Pierwszy z nich zakończył się niedawno narodzinami dziecka do tej pory bezpłodnej kobiety.

Autor: Leszek Wiśniewski