Pierwsza edycja Central European Conference on Regenerative Medicine - relacja

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.

Prof. Michael Gelinsky

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.

Uczestnicy konferencji

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. 

Autor: Leszek Wiśniewski

Zdjęcia pochodzą ze strony: www.cecrm.pl/2015

Wywiad z prof. Ranierim Canceddą z Uniwersytetu w Genui i włoskiego Narodowego Instytutu Badań nad Rakiem

Profesorze Cancedda, w swojej prezentacji mówił pan o bardzo małych podobnych do embrionalnych  komórkach macierzystych (VSEL – very small embrionic like stem cells). Myślę, że w Polsce jest to dość interesujący temat, ponieważ zostały one odkryte przez profesora Mariusza Ratajczaka z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego. Są one również bardzo kontrowersyjne, ponieważ istnieją naukowcy, w tym prof. Irving Weissman z Uniwersytetu Stanforda, którzy twierdzą, że te komórki nie istnieją. Co może Pan powiedzieć na ten temat?



Tak, mogę potwierdzić, że ciągle jest to bardzo kontrowersyjna kwestia. Prowadziliśmy badania na zwierzętach i faktycznie mamy teraz jakieś dowody, ale jak już wspomniałem w moim wystąpieniu, są to wstępne wyniki i nie zostały one  jeszcze opublikowane. Komórki o tych właściwościach, to znaczy ​​komórki pochodzące ze szpiku kostnego, które są bardzo małe i nie wykazują żadnych markerów charakterystycznych dla znanych nam linii komórkowych, ujawniają się np. po złamaniu kości i są obecne tylko w bardzo wąskim oknie czasowym. Zatem jeden dzień po uszkodzeniu następuje ich eksplozja w krwiobiegu, a w ciągu trzech dni sytuacja ponownie się normalizuje. Ciężko jest więc izolować te komórki. Do takich wniosków doszliśmy w wyniku analizy cystometrią przepływową (FACS) i obecnie pracujemy nad lepszymi metodami ich izolacji oraz próbujemy je lepiej scharakteryzować, ale jest to trudne ze względu na małą liczbę tych komórek. Dlatego też zaznaczam, że wyniki, które otrzymaliśmy są wstępne i ciągle potrzebujemy twardszych dowodów. 

Zatem przyczyną kontrowersji może być fakt, że te komórki są tak trudne do znalezienia, ponieważ jest tylko niewielka ilość, a pojawiają się one w organizmie tylko w pewnym szczególnym, bardzo krótkim czasie.

Jest to bardzo możliwe, a do tego należy pamiętać o różnicach między różnymi gatunkami ssaków. Zatem komórki te mogą zachowywać się inaczej u człowieka, a inaczej u myszy, królików, szczurów itp. Intuicja podpowiada mi, że są one obecne u wszystkich ssaków, choć mogą być obecne w różnym zakresie i mieć różne właściwości, ale jest to tylko moje przeczucie, a nikt nie może opierać nauki tylko na intuicji. Potrzebne są twarde dowody. 

Czy może Pan powiedzieć, jakie są zalety tego typu komórek nad np. indukowanymi lub embrionalnych komórkami macierzystymi?

Komórki te interesują mnie nie dlatego, że chcę je pobierać i być może namnażać, a potem wykorzystywać w tym co nazywam klasyczną inżynierią tkankową, co oznacza dla mnie ukierunkowanie ich różnicowania się, być może z wykorzystaniem jakiś biomateriałów i późniejszą implantację. Uważam, że ich potencjał tkwi w tym co określam jako endogenny mechanizm regeneracyjny, który jest naturalnie aktywowany po urazie i myślę, że jednym z celów dzisiejszej inżynierii tkankowej, czy raczej medycyny regeneracyjnej powinno być po prostu wzmacnianie tego naturalnego procesu, a komórki VSEL mogą odgrywać znaczącą rolę w docieraniu komórek do miejsca uszkodzenia i kształtowaniu mikrośrodowiska wpływającego na właściwe różnicowanie się tkanek. Zaznaczam jednak, że cały czas jest to głównie hipoteza, którą należy przebadać, a nie coś czego jestem pewien na 100%. Mamy jednak pewne dowody, zarówno z badań na zwierzętach, jaki wstępnych prób u ludzi, że da się pobudzić tego typu procesy regeneracyjne, które naturalnie występują prawdopodobnie w początkowej fazie rozwoju embrionalnego, a następnie prawdopodobnie te możliwości są tracone. Zaznaczam jednak, że nie traktuję komórek macierzystych jak „materiału budowlanego” tkanek, ale raczej jako komórki lecznicze, które mogą współdziałać np. z płytkami krwi obecnymi w miejscu stanu zapalnego. To są wszystko elementy, łącznie na przykład z niedotlenieniem, które odgrywają znaczącą rolę w procesie gojenia i powinniśmy nauczyć się korzystać z tych elementów, aby ponownie uaktywnić i wzmocnić ten mechanizm endogennej regeneracji. 

Tak więc, w zasadzie, jak powiedział pan teraz, a także w swoim wystąpieniu, interesuje Pana głównie obudzenie tego mechanizmu w organizmie. Tak by leczył się sam.

 Tak, zgadza się. Myślę, że moja grupa była z pewnością jedną z pierwszych zajmujących tematem regeneracji. Mamy już zatem kilkadziesiąt lat doświadczenia w tej dziedzinie. Na pewno jesteśmy jedną z pierwszych grup, które wykorzystywały to, co określam jako klasyczną inżynierię tkankową, co oznacza, że pobieramy od pacjenta specyficzne komórki, np. kościotwórcze (osteoblasty), namnażamy je i zasiedlamy na ceramicznym, porowatym rusztowaniu, a następnie wszczepiamy w miejsce uszkodzenia, dzięki czemu dana tkanka ulega regeneracji. Byliśmy więc jednymi z pierwszych stosujących to podejście, ale teraz jestem przekonany, że na pewno jest ono doskonałe, aby mieć wspaniałe publikacje naukowe w liczących się magazynach. Z pewnością można dzięki niemu rozwiązać problem jakiegoś poważnie chorego pacjenta, ale z różnych powodów podejścia tego nie można zastosować jako terapii dostępnej dla dużej liczby pacjentów, terapii masowej. Te powody są różne, niektóre naukowe, ale także, a może nawet przede wszystkim związane z obecnymi regulacjami w Europie i w USA oraz w większości innych krajów na świecie. W związku z tym, koszt takich terapii jest dość wysoki. Problemem jest także skomplikowana logistyka. Do prowadzenia takich terapii potrzeba wyspecjalizowanych laboratoriów, co stanowi o ich wysokim jednostkowy koszcie, który jest nieosiągalny zarówno dla publicznych jak i prywatnych systemów ubezpieczenia zdrowotnego. Sytuacja może być trochę inna w przypadku tkanek nabłonkowych, ale jeśli mówimy o tkankach łącznych to w wielu przypadkach jest też kilka alternatyw, które nie są może tak wyrafinowane, może wymagają trochę więcej czasu, ale są znacznie łatwiejsze do wykorzystania przez każdego chirurga i generują znacznie niższe koszty. Dlatego zdecydowaliśmy, że powinniśmy skoncentrować nasze badania na tym co nazywam endogennym mechanizmem regeneracyjnym, który w niektórych przypadkach występuje naturalnie i po prostu trzeba go wzmocnić. U osób dorosłych może on być po prostu uśpiony i trzeba znaleźć sposób na to by go reaktywować. Nawet u osób dorosłych jest kilka organów, które mają zdolności regeneracyjne - wątroba jest klasycznym przykładem, drugim mogą być kości, ale pod warunkiem spełnienia pewnych wymogów. Sądzę, że powinniśmy nauczyć się wykorzystywać i wzmacniać te zdolności regeneracyjne. Nie mówię jednak, że powinniśmy zrezygnować z klasycznej inżynierii tkankowej. Te dwa podejścia powinny być rozwijane równolegle, ale mój zespół chce się skoncentrować na endogennej regeneracji. 

Powiedział Pan, że istnieje kilka tkanek w organizmie, które mogą się regenerować. Pana zespół pracuje głównie nad tkankami kości.

Tak, pracujemy przede wszystkim nad tkankami kości i chrząstki. W przeszłości prowadziliśmy także badania nad skórą i innymi tkankami nabłonkowymi, ale z wykorzystaniem tego co nazywam klasyczną inżynierią tkankową, czyli poprzez pobieranie i namnażanie komórek oraz ich późniejszą implantację.

Czy sądzi Pan, że poprzez zastosowanie mechanizmów endogennych możliwa jest regeneracja tkanek nie tylko takich jak kości lub chrząstki, ale również bardziej złożonych narządów, takich jak wątroba, przynajmniej część ich funkcji? 

W życiu nauczyłem się, że nauka nie ma granic. Myślę, że tym momencie nie jest łatwe w przypadku innych tkanek, ale sądzę, że wraz ze wzrostem wiedzy i doświadczenia, dojdziemy do punktu, w którym to co dzisiaj jest marzeniem stanie się rzeczywistością. Ufam nauce i w jej możliwościom.

Był Pan jednym z założycieli Międzynarodowego Towarzystwa Inżynierii Tkankowej i Medycyny Regeneracyjnej (TERMIS). W przyszłym roku Genua będzie gościła jego kongres. Czy może Pan coś powiedzieć coś więcej na ten temat?

TERMIS podzielone jest na trzy oddziały – amerykański, europejski oraz Azji i Pacyfiku. Każdy z nich organizuje osobne coroczne spotkania w innym miejscu na kontynencie. Co trzy lata odbywa się międzynarodowe spotkanie całego towarzystwa. Europejskie spotkanie odbędzie się w przyszłym roku, w połowie czerwca w Genui i oczekujemy na nim ponad tysiąca naukowców. Zapraszamy także innych uczestników, w tym studentów. Dla tych ostatnich staramy się zredukować i znaleźć wygodne, ale ciągle przystępne zakwaterowanie.

Czy to Pana pierwsza wizyta w Polsce?

Nie. Byłem już kilka lat temu na tego typu spotkaniu jak to, które odbywało się w tym pięknym gmachu Politechniki Warszawskiej.

Co Pan sądzi o nauce w Polsce. Widział Pan kilka prezentacji, także tych przedstawianych przez doktorantów. Czy nasze badania są na poziomie tych, które prowadzi się we Włoszech? 

Szczerze mówiąc, jestem pod wrażeniem niektórych prezentacji. Wczoraj odwiedzałem także laboratoria naszego gospodarza i mojego przyjaciela Wojciecha (Święszkowskiego). Byłem naprawdę pod wrażeniem obiektu w jakim pracują. Mają laboratoria wyposażone w najlepszy sprzęt. Naprawdę gratulacje.

Czy sądzi Pan, że spotkanie TERMIS mogłoby odbyć się w Polsce?

Dlaczego nie? Po prostu musicie złożyć taką propozycję. Wniosek składa się do rady towarzystwa, a ostateczną decyzję podejmuje jego zgromadzenie. 

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiał: Leszek Wiśniewski

Wywiad został przeprowadzony we wrześniu 2013 roku podczas Jesiennego Spotkania European Materials Research Society, które odbywało się na Politechnice Warszawskiej. Europejskie spotkanie TERMIS, o którym mowa w rozmowie już się odbyło. We wrześniu tego roku będzie miał miejsce odbywający się co trzy lata międzynarodowy kongres TERMIS. Najbliższe europejskie spotkanie odbędzie się w czerwcu przyszłego roku w Uppsali, a kolejne rok później w Davos.

 

Central European Conference on Regenerative Medicine

 Już za miesiąc w Bydgoszczy odbędzie się Central European Conference on Regenerative Medicine. To pierwsza edycja tego wydarzenia, ale mam nadzieję, że będą także kolejne, a Bydgoszcz stanie się prężnym ośrodkiem medycyny regeneracyjnej, który pomoże "przeszczepić" tę dziedzinę także do Polski.

prof. Maria Siemionow

 Konferencja zapowiada się bardzo ciekawie. Wśród zaproszonych prelegentów jest między innymi prof. Maria Siemionow, abslowentka Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, która jest najbardziej znana z przeprowadzenia pierwszego w USA przeszczepu twarzy. Profesor Siemionow dokonała tego pracując w jednym z najlepszych ośrodków medycznych w USA, w Cleveland Clinic. Obecnie Pani Profesor pracuje na Uniwersytecie Illinois w Chicago, gdzie prowadzi badania między innymi nad tworzeniem organizmów chimerycznych, co ma umożliwić redukcję albo nawet eliminację leków immunosupresyjnych podawanych pacjentom po przeszczepach. Jej główną specjalizacją są przeszczepy twarzy, ale zajmuje się także przeszczepianiem kończyn. W związku z tym współpracuje z Armed Forces Institute of Regenerative Medicine, agencją Departamentu Obrony USA powołaną do prowadzenia badań medycznych, których celem jest opracowanie terapii dla żołnierzy rannych w wyniku udziału w konfliktach zbrojnych.

prof. Michael Gelinsky

 W konferencji weźmie także udział prof. Michael Gelinsky z Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie, gdzie jest dyrektorem Centrum Badań Stosowanych Kości, Stawów i Tkanek Miękkich. Prof. Gelinsky jest absolwentem Uniwersytu we Fryburgu Bryzgowijskim, gdzie studiował chemię oraz Historię Europy Wschodniej. Od 1999 roku jest związany z Uniwersytetem Technicznym w Dreźnie, gdzie między innymi współtworzył Drezdeńskie Centrum Terapii Regeneracyjnych (CRTD), które jest jednym z głównych ośrodków badań związanych z medcyną regeneracyjną w Niemczech. Prof. Gelinsky zajmuje się przede wszystkim tworzeniem biomateriałów do zastosowania w inżynierii tkankowej, a w swojej pracy wykorzystuje między innymi technologię drukowania 3D w tym biodrukowania.

prof. Samy Habib

 Trzecim utytułowanym gościem będzie prof. Samy Habib z Uniwersytetu Teksasu w San Antonio, ale związany jest także z egipskim Uniwersytetem w Aleksandrii. Jego badania dotyczą przede wszystkim cukrzycy oraz jej wpływu na rozwój nowotworów, głównie nowotworów nerek. Prof. Habib interesuje się też możliwościami leczenia powyższych chorób, jakie daje medycyna regeneracyjna.





 W konferencji weźmie także udział wielu polskich naukowców. Wśród nich znajdzie się Pani Prof. Leonora Bużańska z Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakowskiego PAN w Warszawie, zajmująca się komórkami z krwi pępowinowej oraz medycyną regeneracyjną w neurologii, Pani Prof. Elżbieta Pamuła z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH w Krakowie, zajmująca się materiałami wykorzystywanymi w regeneracji kości oraz Pan Prof. Wojciech Wojakowski ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego, który zajmuje się między innymi badaniami nad kontrowersyjnymi komórkami macierzystymi VSEL (very small embrionic like stem cells), ale prowadzi także badania z wykorzystaniem "tradycyjnych" komórek macierzystych w leczeniu chorób serca.

 Szczegółowe informacje o konferencji, jej program oraz formularz rejestracyjny można znaleźć na poniższej stronie. Blog i fanpage Medycyna Regeneracyjna jest patronem medialnym konferencji.

Leszek Wiśniewski

Wywiad z prof. Dietmarem Hutmacherem z Queensland University of Technology oraz dr Martinem Ehrbarem z Uniwersytetu w Zurychu

Panie Profesorze, pracuje Pan głównie w dziedzinie regeneracji kości. Czy zajmuje się Pan także badaniami nad innymi tkankami?

Prof. Dietmar Hutmacher, "Cosmos Magazine"

Dietmar Hutmacher: Tak,  prowadzę również badania nad regeneracją innych tkanek, ale jednym z głównych kierunków jest ten dotyczący inżynierii tkanki kostnej.

 
 


 
Niektóre z pańskich badań osiągnęły już kliniczny stopień zaawansowania. Czy ciężko jest przenieść wyniki badań laboratoryjnych do zastosowania klinicznego? Czy większe wyzwanie stanowi biologia czy aprobaty różnych instytucji?

D.H.: To jest tak trudne, jak twarde są kości. Trzeba opracować program badawczy, który trwa zazwyczaj około 5 do 7 lat zanim pewien koncept przerodzi się w terapię, którą możemy zastosować u pacjentów. Proces zaczyna się od zaprojektowania odpowiedniego rusztowania, potem przetestowania go in vitro, następnie sprawdzenia go laboratoryjnie na małych zwierzętach, a potem jeszcze na dużych zwierzętach jako na modelu przedklinicznym. Obserwacje w tej ostatniej fazie muszą trwać co najmniej rok, a potem kolejny rok to analizy danych, które pozwalają przygotować terapię do klinicznego zastosowania. Tak więc, jest to długi proces, ale j również dający wiele satysfakcji, gdy widzisz, że to, co stworzyłeś pewnego dnia naprawdę przyniesie korzyści pacjentom, a opracowana technologia przywróci pełną sprawność ich kościom.

Pracował Pan w Niemczech, Singapurze, a  obecnie w Australii. Jakie są różnice w sposobie pracy naukowca w tych krajach?

 
D.H.: Cóż, poziom nauki zawsze w pewien sposób zależy od tego w jaki sposób jest wykonywana oraz od środowiska kulturowego, w którym znajduje się naukowiec. Nie ma co ukrywać, że występuje wyraźna różnica kulturowa między Niemcami, Singapurem i Australią, co z pewnością ma wpływ na badania oraz na naukę i mogłem to zaobserwować w różnych laboratoriach, w których pracowałem. Jednak obecnie wiele grup badawczych ma międzynarodowy skład. Na przykład w mojej grupie w Australii na 50 doktorantów tylko dwóch jest Australijczykami, reszta pochodzi z Niemiec, Szwajcarii, Francji, Indii czy Chin. To samo w sobie również wpływa na to jak prowadzone są badania. 

W swojej prezentacji mówił Pan nie tylko o regeneracji kości, ale także o implantach piersi. Czy pańskie badania są zorientowane bardziej na rekonstrukcję tkanki zniszczonej w wyniku wypadku lub choroby czy raczej do zastosowań w medycynie estetycznej?

D. H.: Badania znajdą zastosowanie w obu tych obszarach. Jednym z nich na pewno będzie chirurgia estetyczna i to jest obszar, w którym wdrożenie takiej procedury będzie znacznie łatwiejsze, ponieważ kobiety, które powiększają chirurgicznie piersi są zwykle młode, zdrowe i mają bardzo duży potencjał regeneracyjny. To na pewno pozwoli rozwinąć się programowi zastosowania inżynierii tkankowej do powiększania piersi, nad którym pracuję. Jednak bardziej satysfakcjonująca, ale także będąca większym wyzwaniem, będzie jego aplikacja u kobiet, które wymagają rekonstrukcji piersi z powodu mastektomii. W takiej sytuacji tkanki piersi są usuwane, ponieważ są objęte procesem nowotworowym. Przypadki takie są bardziej skomplikowane, ponieważ pacjentki zazwyczaj przechodzą nie tylko operację, ale są także poddawane chemioterapii lub radioterapii by zabić wszystkie komórki nowotworowe. Tego typu leczenie uderza jednak nie tylko w chore komórki, ale także w zdrowe tkanki i ma wpływ na potencjał regeneracyjny organizmu. Zatem zastosowanie tego typu terapii do rekonstrukcji będzie znacznie trudniejsze niż w przypadku zdrowych pacjentek, które powiększają sobie piersi. Moja strategia zakłada rozwój w obu kierunkach, ale zaczynając od zastosowania w chirurgii estetycznych, ponieważ w niej dużo, dużo szybciej można osiągnąć efekty. Dzięki temu, wykonując mniej skomplikowane zabiegi zdobędziemy także doświadczenie, które pozwoli nam potem zaaplikować tę technologię także w bardziej wymagających przypadkach kobiet, które przeszły raka piersi. 

Teraz pytanie do doktora Ehrbara. W swojej prezentacji mówił Pan o czynnikach wzrostu. To bardzo istotne zagadnienie w przypadku rekonstrukcji tkanek u chorych na raka, ponieważ te czynniki wzrostu może powodować nawrót procesów nowotworowych. Jak Pana zdaniem poradzić sobie z tym problemem w inżynierii tkankowej?

Dr Martin Ehrbar, Universität Zürich

 Martin Ehrbar: Sądzę, że w przypadku stosowania czynników wzrostu bardzo ważna jest dokładna kontroli ich użycia. Nie można ich przedawkować, ale raczej dostarczyć je bardzo powoli, ale w sposób ciągły. Dlatego staramy się tworzyć materiały, które powoli uwalniają te czynniki. Jest to aspekt szczególnie istotny w klinicznym zastosowaniu.
 Jednak czynniki wzrostu często stosuje się także do badań in vitro. Moje laboratorium jest najbardziej zainteresowane stworzeniem modeli badawczych rozwoju tkanek oraz ich gojenia się w warunkach pozaustrojowych, by móc porównać procesy in vitro i in vivo, by lepiej zrozumieć na czym one polegają. 

Czy Wasza praca ma raczej stworzyć modele badawcze leków czy znajdzie także zastosowanie kliniczne?

  M.E.: Na tym etapie na pewno nie będzie miała zastosowania klinicznego. W tej chwili staramy się na przykład zrozumieć, dlaczego leczenie kliniczne z wykorzystaniem BMP (bone morphogenetic protein – białka morfogenetyczne kości) nie działa zgodnie z oczekiwaniami wynikającymi z badań przedklinicznych. Staramy się zatem znaleźć mechanizm, który jest tego przyczyną. Dlaczego duże ilości BMP nie wywołują pożądanego efektu zdrowotnego. Nasze badania mogą się przyczynić do zmniejszenia ilości  BMP stosowanych w leczeniu. Chcemy się dowiedzieć jak można zredukować jego użycie, tak by terapia nadal była skuteczna.

A więc jest to rodzaj symulacji procesu leczenia?

  M. E.: Tak. W tym sensie tak. Kładziemy duży nacisk na zrozumienie tego  co przyczynia się do procesu gojenia i dlaczego pewne jego elementy nie działają.

Teraz może pytanie o druk 3D, o biodrukowanie, bo to jest bardzo ciekawy obszar...

D.H.: …genialny…

  …genialny. W Internecie można znaleźć filmy pokazujące drukowania narządów i tak dalej ...

M. E.: …drukowanie wszystkiego. 

A nad czym właściwie pracuje Pana laboratorium jeśli chodzi o biodrukowanie?

 
M.E.: Jeśli chodzi o biodrukowanie to w tej chwili staramy się tworzyć konstrukcje hydrożelowe, początkowo w 2D i może później w 3D. Drukowanie z materiałów takich jak hydrożel nie jest jednak łatwe, więc wszystkie procedury opracowane dla szybkiego prototypowania, musiałby być wymyślone na nowo by szybkim czasie tworzyć naprawdę trójwymiarowe konstrukcje. Trzeba by zatem zastosować inne podejście niż obecnie powszechne drukowanie warstwa po warstwie. Nie sądzę, żebyśmy na tym etapie potrafili tworzyć trójwymiarowe konstrukcje z materiałów takich jak hydrożel. 

Czy przewiduje Pan kliniczne zastosowanie technologii druku 3D, nad którymi pracujecie czy znajdą one zastosowanie raczej w testowaniu leków, w której to dziedzinie pojawiły się już firmy oferujące tego typu zastosowanie druku 3D?

  M. E.: To będą raczej tkanki do badania leków. Na razie jest to raczej mała skala. Sądzę, że nie osiągnęliśmy jeszcze takiego poziomu zaawansowania technologicznego by móc tworzyć duże tkanki z miękkich materiałów takich jak komórki, które nadawałyby się do zastosowania klinicznego. Myślę, że nadal będziemy polegać na szybkim prototypowaniu jeżeli chodzi o tworzenie dużych konstrukcji. Sądzę, że to będą dwa kierunki rozwoju, szybkie prototypowanie dla większych konstrukcji np. rusztowań oraz biodrukowanie w mniejszej skali.

Pytanie do Pana Profesora Hutmachera. Na swojej prezentacji pokazywał Pan protezy kończyn, ale później rozmawiałem z Panem także o Australijskim Instytucie Medycyny Regeneracyjnej. Prowadzi on prace nad regeneracją kończyn, całych kończyn. Jest to również bardzo interesujący kierunek w medycynie regeneracyjnej. Czy uważa Pan, że takie procedury to jeszcze odległa przyszłość i na tę chwilę lepiej jest poprawiać protezy czy też z czasem terapie medycyny regeneracyjnej zupełnie je zastąpią?

D. H.: Myślę, że powinniśmy pracować nad oboma kierunkami. Powinniśmy prowadzić badania podstawowe nad regeneracją kończyn u kijanek i salamander. Powinniśmy uczyć się od podstaw tych procesów z biologii i próbować wprowadzać je w naszym własnym procesie regeneracji. Nie sądzę jednak byśmy w ciągu najbliższych 30-40 lat, w trakcie mojego życia, nawet zbliżyli się do regeneracji kończyn w sposób jaki robią to salamandry i kijanki. Jest wiele różnic genetycznych pomiędzy nami, a kijankami i salamandrami, które sprawiają, że one mają taki możliwości, a my nie. Jak już wspomniałem najlepszym kierunkiem w tym wypadku byłoby prowadzenie badań podstawowych i próba zastosowania ich wyników w regeneracji mniej skomplikowanych tkanek, nie koniecznie całej kończyny. W tym samym czasie, powinniśmy jednak prowadzić badania nad coraz lepszymi protezami, tak by mogły służyć pacjentom coraz dłużej, najlepiej przez całe życie. Protezy ciągle mają wiele wad i trzeba pracować nad ich ulepszeniem by je wyeliminować. Tak, więc jestem zwolennikiem prowadzenie obu typów badań, które są jednak bardzo różne od siebie. To nie jest wybór albo to albo tamto. Sądzę, że oba rodzaje badań mają przyszłość i powinny być kontynuowane. 

Jeszcze jedno pytanie dotyczące leczenia urazów kości. Czy można powiedzieć, że kiedyś, a może nawet w nie tak dalekiej przyszłości, to rusztowania zastąpią elementy z tytanu, tak by raczej regenerować kości niż zastępować je protezami?

D.H.: Nie, nie wierzę, że rusztowania całkowicie zastąpią protezy z tytanu. Myślę, że w ciągu  10 lub 15 lat pojawią się różne platformy technologiczne i tytan nadal będzie odgrywać ważną rolę. To będzie technologia, która będzie się sprawdzać w pewnych przypadkach, a niektórzy lekarze po prostu będą preferować tytan jako materiał znany i sprawdzony.
Równolegle będzie jednak funkcjonować inna platforma technologiczna, która będzie się opierać na biodegradowalnych rusztowaniach, które znajdą zastosowanie w pewnych przypadkach i które będą używane przez inną grupę lekarzy. Pojawi się zapewne także trzecia kategoria, czyli hybrydy, które będą się składać z ulegającego rozkładowi rusztowania oraz z tytanowego implantu. Takie są moje przewidywania.

Ostatnie pytanie do obu Panów. Czy jest to Wasza pierwsza wizyta w Polsce?

D. H.  Nie, dla mnie nie. Jestem tu po raz trzeci. M. E. To jest mój pierwszy raz.

A jakie mają Panowie wrażenia o nauce w Polsce?

D.H.: Patrząc na nią od wewnątrz, od strony moich współpracowników, jest naprawdę dobra. Jest całkowicie na poziomie czołowych grup w Europie.  
M. E.:  Nie miałem do tej pory okazji do współpracy z polskimi naukowcami. Dopiero zaczynamy pierwszy wspólny projekt.  Tak więc, na tym etapie nie mam za dużo do powiedzenia na ten temat.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiał: Leszek Wiśniewski

Wywiad został przeprowadzony we wrześniu 2013 roku podczas Jesiennego Spotkania European Materials Research Society, które odbywało się na Politechnice Warszawskiej.