Konferencja odbywała się w salach Opera Nova w Bydgoszczy |
W dniach 14-15 marca w Bydgoszczy obyła się pierwsza edycja Central European Conference on Regenerative Medicine. Jest to kontynuacja odbywającego się od dwóch lat Pomorskiego Sympozjum Inżynierii Tkankowej i medycyny Regeneracyjnej, którego organizatorzy – Stowarzyszenie na rzecz Rozwoju Medycyny Regeneracyjnej „Aksolotl”, Collegium Medicum im. Ludwika Rydgiera w Bydgoszczy Uniwersytetu Mikołaja Kopernika wToruniu – zdecydowali się zmienić jego formułę na międzynarodową konferencję, która od teraz będzie się odbywała co dwa lata. Już pierwsza edycja przyciągnęła znamienitych gości, wśród nich była także wielka polska sława w USA – Pani profesor Maria Siemionow.
Rusztowania w inżynierii tkankowej
Większość prezentacji odbyła się
pierwszego dnia. Do najciekawszych z pewnością należała prezentacja prof.
Małgorzaty Lewandowskiej-Szumieł z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Dotyczyła
ona interakcji pomiędzy komórkami, a biomateriałami. Z prowadzonych przez Panią
profesor badań wynika między innymi, że biomateriał może nie tylko tworzyć
rusztowanie dla tkanek, ale odpowiednio zaprojektowany może być również źródłem
czynników wspomagających różnicowanie się komórek, które są jednocześnie
produktami degradacji takiego rusztowania. Pani profesor mówiła również o różnych
strategiach w inżynierii tkankowej dotyczących stosowania rusztowań. Można je
wykorzystywać do hodowania tkanek in vitro, a następnie wszczepiania do
organizmu. Można także wszczepić rusztowanie tylko zasiedlone komórkami, a
nawet zupełnie ich pozbawione, co okazuje się dawać czasem znacznie lepsze
efekty niż pierwsze z opisanych podejść.
Konferencja Prasowa
W połowie dnia zorganizowano
konferencję prasową, w której wzięli udział obecni na konferencji naukowcy,
zarówno gospodarze jak i zaproszeni goście. Prof. Tomasz Drewa, który jest
kierownikiem Katedry Medycyny Regeneracyjnej na bydgoskim Collegium Medicum,
mówił między innymi o celach organizacji międzynarodowej konferencji właśnie w
Bydgoszczy. Jego zdaniem w tej części Europy brakuje tego typu wydarzeń, a
CECRM ma szansę stać się ważnym miejscem dyskusji o medycynie regeneracyjnej i
jej promocji w regionie. Bydgoskie Collegium Medicum jest także jednym z
pierwszych ośrodków w Polsce, który z medycyną regeneracyjną zaznajamia swoich
studentów, przyszłych lekarzy.
Prof. Siemionow była pytana o
swoją pracę nad przeszczepami kończyn i twarzy, a także o to czy przyszłością
transplantologii są przeszczepy allogeniczne czy autologiczne. W swojej
wypowiedzi mówiła, że jej laboratorium pracuje nad oboma typami przeszczepów.
Jej zdaniem trudno w tej chwili jednoznacznie zawyrokować, który z rodzajów
przeszczepów przeważy. Zwróciła jednak uwagę na to, że w tej chwili spada
zapotrzebowanie na te tradycyjne, ratujące życie przeszczepy. Wynika to między
innymi z tego, że poprawiła się zarówno diagnostyka jak i metody leczenia. Po
prostu potrafimy lepiej leczyć i rzadziej choroba rozwija się do krańcowej
formy, w której potrzebny jest przeszczep. Coraz bardziej rozwija się jednak
coś co Pani profesor nazwała transplantologią regeneracyjną, czyli taką która
przywraca pewne utracone funkcje organizmu, które jednak zazwyczaj nie są
niezbędne do życia, ale mają istotny wpływ na jego jakość. Mowa tu przede
wszystkim o transplantacjach twarzy i kończyn, nad którymi pracuje zespół Pani profesor.
Do tej pory wykonano ok. 250 przeszczepów rąk i jej zdaniem dziedzina ta będzie
się coraz bardziej rozwijać. Niestety prof. Siemionow nie odniosła się wprost
do pytania o to czy przyszłością przywracania funkcjonalności kończynom będą
ich transplantacje, czy raczej zaawansowane technologicznie protezy.
Podczas konferencji głos zabrał
także prof. Krzysztof Kobielak z University of Southern Kalifornia, który
podkreślił coraz częstsze zastosowanie indukowanych pluripotentnych komórek
macierzystych (iPSC) oraz o bioreaktorach, które są wykorzystywane nie tylko do
hodowania tkanek, ale także jako asystenci organów, gdy te stają się
niewydolne. Przykładem może być urządzenie z allogenicznymi komórkami wątroby,
które jest w stanie przejąć funkcje tego narządu. Także prof. Leonora Bużańska
z Instytutu Medycyny Doświadczalnej im. Mossakowskiego Polskiej Akademii Nauk
poruszyła kwestię komórek indukowanych. Powiedziała między innymi, że z roku na
rok poprawia się efektywność ich pozyskiwania, a ponadto coraz częściej
wykorzystuje się konwersję fenotypową, czyli przekształcenie jednaj komórki
dorosłej lub bardziej zróżnicowanej macierzystej (np. oligopotentnej)
bezpośrednio w inną komórkę dorosłą lub inną bardziej zróżnicowaną macierzystą
bez konieczności przechodzenia przez etap pluripotentności. Ponadto naukowcy
widzą duży potencjał w słabo do tej pory zbadanych komórkach płodowych np.
komórkach pochodzących z galarety Whartona. Komórki te wykazują małą
immunogenność, mogą być zatem stosowane w terapiach allogenicznych.
O klinicznym zastosowaniu terapii
medycyny regeneracyjnej mówił prof. Wojciech Wojakowski z Śląskiego
Uniwersytetu Medycznego. Tego typu terapie prowadzi się również w Polsce np. w
dziedzinie kardiologii. Cały czas są one jednak eksperymentalne i korzystają z
nich jedynie wybrani pacjenci, u których standardowe procedury nie przyniosły
zadowalających efektów. Kardiologia zmaga się także z efektami swoich sukcesów.
Coraz więcej pacjentów przeżywa zawał i wymaga dalszego leczenia. Współczesna
medycyna często nie może im niczego zaproponować, dlatego tak ważny jest rozwój
terapii komórkowych, często allogenicznych, gdyż komórki pobierane od
pacjentów, zwłaszcza starszych, zazwyczaj mają zbyt mały potencjał
regeneracyjny by przynieść jakiś efekt. Na szczęście stosowane w tych
eksperymentalnych terapiach komórki są mało immunogenne i nie wymagają
stosowania immunosupresji, przynajmniej w przypadku ich krótkotrwałego
stosowania.
Prof. Maria Siemionow |
Transplantologia regeneracyjna
Gwiazdą popołudniowej części sesji
była z pewnością Pani Profesor Maria Siemionow z University of Illinois w
Chicago. Pani Profesor jest najbardziej znana z dokonania pierwszego w USA
przeszczepu twarzy, który przeprowadziła pracując w Cleveland Clinic. Temu
tematowi, a także przeszczepom kończyn poświęcony był jej wykład.
Pierwszym przeszczepem
rekonstrukcyjnym był dokonany w 1998 roku w Lyonie przeszczep dłoni. Od tego
czasu dokonano już kilkuset podobnych przeszczepów, w tym przeszczepów całych
kończyn górnych i dolnych, a także kilkudziesięciu przeszczepów twarzy.
Początkowo przeszczepy były wykonywane według tak zwanego „Protokołu
Lyońskiego”, który zakładał przeprowadzenie zabiegu i późniejszą immunosupresję
według standardów znanych do tej pory w przeszczepach organów. Lekarze i naukowcy
dążyli jednak do zmniejszenia dawek immunosupresantów, które są drogie
uciążliwe i wywołują wiele skutków ubocznych. Dzięki temu w 10 lat po pierwszym
przeszczepie zaczęto stosować tak zwany „Protokół Pittsburski”. Polega on na
uśpieniu części systemu odpornościowego jeszcze przed przeszczepem, a jego
elementem oprócz przeszczepienia samej kończyny jest także przeszczep szpiku
kostnego od jej dawcy. W ten sposób niejako „łączy się” układy odpornościowe
biorcy i dawcy co pozwala ograniczyć immunosupresję do zaledwie jednego leku,
który często jest także stosowany w mniejszych niż standardowe dawkach. Lekarze
z pittsburskiego Szpitala Uniwersyteckiego (UPMC) stosują obecnie ten sam
protokół także przy przeszczepach organów. Podobne standardy postępowania
zawiera także „Protokół z Miami”.
W przypadku przeszczepów kończyn przeszczep szpiku jest de facto tylko uzupełnieniem operacji, gdyż już sama kończyna zawiera w sobie szpik kostny. Prof. Siemionow podczas swojej prezentacji pokazywała między innymi właśnie jak próby na zwierzętach pozwoliły odkryć ten szczęśliwy zbieg okoliczności, który przyczynił się do rozwoju całej transplantologii, nie tylko tej regeneracyjnej.
Co jednak daje przeszczep szpiku kostnego? Powoduje on tak zwaną chimeryzację organizmu. Komórki szpiku kostnego, w którym powstają komórki układu odpornościowego, wędrują do szpiku kostnego biorcy oraz do grasicy i śledziony, które także są elementami tworzącymi układ immunologiczny i tam „uczą się” nawzajem się tolerować. Dzięki temu komórki układu odpornościowego biorcy są mniej agresywne względem tkanek przeszczepu, a komórki dawcy nie niszczą organizmu biorcy. Pozwala to ograniczyć immunosupresję, a w niektórych przypadkach nawet ją wyeliminować.
Zespół prof. Siemionow pracuje
teraz nad udoskonaleniem metody immunomodulacji poprzez odpowiednie
przygotowanie komórek szpiku kostnego ex vivo. W laboratorium tworzone są
chimeryczne ludzkie komórki krwiotwórcze (Human Hematopoetic Chimeric Cells – HHCC), czyli komórki na których wymuszane jest połączenie i które zawierają
materiał genetyczny zarówno od biorcy jak i od dawcy. Komórki te po
wprowadzeniu do organizmu pacjenta – biorcy powinny spowodować tolerancję
tkanek dawcy i tym samym wykluczyć konieczność immunosupresji. Jest to jednak
technologia laboratoryjna, we wczesnej fazie rozwoju i minie jeszcze wiele lat
zanim zostanie dopuszczona do użytku klinicznego.
Rozwijanie immunomodulacji i
eliminacja immunosupresji jest niezwykle istotna z punktu widzenia rozwoju
transplantologii regeneracyjnej. Operacje tego typu zazwyczaj nie ratują życia,
ale je „przywracają”, eliminując niepełnosprawność pacjenta i pozwalając mu na
pełny udział w życiu społecznym. Dlatego ich przeprowadzanie przez długi czas
uchodziło za kontrowersyjne etycznie, gdyż pacjent ponosił wysoką cenę ryzyka
skutków ubocznych immunosupresji. Jej ograniczenie jest o tyle ważne, że
operacjom rekonstrukcyjnym często poddawani są ludzie relatywnie młodzi, np.
żołnierze, których ogólny stan zdrowia pozwala na długie życie, a skutki
uboczne immunosupresji mogą je skrócić. Między innymi dlatego badaniami prof.
Siemionow zainteresował się Departament Obrony USA, który finansuje je poprzez
swoją agencję wspierania rozwoju medycyny regeneracyjnej – Armed ForcesInstitute for Regenerative Medicine.
Podczas prezentacji Pani Profesor
Siemionow pokazała także efekty swojej pracy, między innymi zdjęcia Connie
Culp, pierwszej Amerykanki, która otrzymała przeszczep twarzy. Trzeba przyznać,
że pierwsze efekty tej operacji nie były zbyt imponujące, choć dla pacjentki na
pewno była to ogromna zmiana. Jej dość obwisła twarz nie robiła dobrego
wrażenia. Trzeba jednak powiedzieć, że w przypadku medycyny rekonstrukcyjnej
sam przeszczep to bardzo istotny, ale tylko element całego procesu regeneracji.
Najważniejsze jest w nim przywrócenie funkcji nerwów, które trwa co najmniej
kilkadziesiąt miesięcy, a nawet kilka lat. To właśnie unerwienie odpowiada za
odpowiednie napięcie mięśni, a co za tym idzie, za kształt i mimikę twarzy.
Dzięki temu pacjenci, którzy przeszli operację przeszczepu twarzy nie różnią
się znacząco od tych, którzy jej nigdy nie potrzebowali. Podobne zjawisko można
zaobserwować u osób, którym przeszczepiono kończyny. Oni także potrzebują trochę
czasu na odzyskanie pełnej władzy nad nimi.
Nowe technologie w druku 3D
W drugim dniu konferencji miała
miejsce sesja plakatowa oraz prezentacje młodych naukowców. Jednak
najważniejszym wydarzeniem było wystąpienie prof. Michaela Gelinskiego z
Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie, który pracuje nad różnymi technikami biodrukowania.
Jego uczelnia współtworzy Center for Regenerative Therapies Dresden, a sam profesor
jest jednym ze współtwórców tego klastra naukowego. Jest także dyrektorem
Centrum Badań Stosowanych Kości, Stawów i Tkanek Miękkich na Uniwersytecie
Technicznym.
Podczas swojej prezentacji prof.
Gelinsky pokazywał różne technologie opracowane w jego laboratorium wspólnie z
firmą GeSiM. Najczęściej do drukowania rusztowań jego zespół używa różnego
rodzaju hydrożeli alginianowych, samodzielnie lub w kombinacji z innymi
materiałami np. metylocelulozą. Ten ostatni polimer jest łatwo rozpuszczalny
nawet w zimnej wodzie, co pozwala uzyskać porowate rusztowania alginianowe,
które są zarazem lepkie jak i sztywne. Do hydrożelu można także dodać
mikroskopijne algi, które zapewniają dostawy tlenu do głębiej położonych
komórek podczas wzrostu tkanki. Bardzo ciekawa jest także technologia
drukowania wielomateriałowego z zastosowaniem podwójnej dyszy, która pozwala
drukować struktury podobne do rurek, w których zewnętrzną warstwę tworzy
materiał budujący rusztowanie np. alginat, a wewnętrzny rdzeń wypełniony jest
np. polialkoholem winylowym (PVA) z komórkami i czynnikami wzrostu. Pozwala to
na przykład, drukować sieć naczyń krwionośnych.
Zdaniem prof. Gelinskiego
dziedzina biodrukowania rozwija się bardzo szybko, ale przeszkodą w tworzeniu
bardziej skomplikowanych struktur i tkanek jest brak odpowiedniego
oprogramowania współpracującego z biodrukarkami.
Podsumowanie
Można śmiało powiedzieć, że
pierwsza edycja Central European Conference on Regenerative Medicin była bardzo
udana. Wzięło w niej udział ponad 250 osób, w tym wielu naukowców z kraju i
zagranicy, nie tylko tej najbliższej. Swoją szansę dostali także młodzi
naukowcy, którzy dopiero zaczynają swoją karierę. Dopisała również publiczność,
która aktywnie uczestniczyła w konferencji zadając pytania, na które nie zawsze
starczało czasu. Pochwalić należy też organizatorów, którym udało się sprawnie
i bez większych opóźnień poprowadzić całe wydarzenie. Jeśli następne
konferencje będą dorównywać poziomem tej pierwszej, to CECRM ma duże szanse
stać się jednym z najważniejszych wydarzeń w dziedzinie medycyny regeneracyjnej
nie tylko w kraju, ale i w naszym rejonie Europy. Wyższej relacji przedstawiłem
wybrane, najważniejsze wątki. Osoby chcące zapoznać się z całym materiałem
przedstawianym na konferencji mogą go w formie skrótowej znaleźć w „Abstract
Book” na stronie internetowej konferencji.