Biodruk 3D: ratunek dla chorych na cukrzycę

3D bioniczna trzustka może być przełomem w leczeniu cukrzycy typu I. O badaniach nad nią rozmawiamy z Martą Klak z Fundacji Badań i Rozwoju Nauki.

Wiadomości są trzy. Złych nie ma, ale trudno zdecydować, która z tych dobrych jest najlepsza. Czy fakt, że polscy naukowcy są o krok od wejścia w fazę badań klinicznych trzustki wydrukowanej w technice biodruku 3D, która może zrewolucjonizować medycynę i uratować setki tysięcy Polaków cierpiących na cukrzycę typu 1? Czy może informacja, że jesteśmy jednymi z pierwszych w Europie i na świecie, którzy są tak zaawansowani w pracy nad wydrukowaniem żywego organu? A może to, od czego pewnie powinnam zacząć, że za tym sukcesem stoją w dużej mierze kobiety, które stanowią ponad połowę zespołu odpowiedzialnego za bioniczną trzustkę? To, nie oszukujmy się, w naukowym świecie nadal jest wydarzeniem. Tym większym, że kobiety zaangażowane do tego projektu nie tylko go współtworzą, ale również zajmują kierownicze stanowiska.

Za sukcesy zespołu naukowego Fundacji Badań i Rozwoju Nauki odpowiadają również kobiety

Mnie imponuje to na równi ze wspomnianym osiągnięciem, tym bardziej że podczas prac nad 3D bioniczną trzustką w zespole urodziły się dzieci. Jak widać, kariera naukowa i macierzyństwo mogą iść w parze, choć jak tłumaczy dr n. med. Marta Klak, menedżer laboratorium, wymaga to dużego samozaparcia i dobrej organizacji. – Kobiet w nauce najwięcej jest na etapie studiów, z czasem niestety robią się mniej widoczne. To przykre zjawisko, z którym staram się walczyć. Tworząc zespół, nie patrzyłam na płeć, ale na doświadczenie. Fakt, że na kierowniczych stanowiskach są również kobiety, to dowód na to, że radzimy sobie równie dobrze jak mężczyźni – śmieje się Marta, podkreślając, że najbardziej cieszy ją fakt, iż zespół jest zróżnicowany pod względem płci. – Dzięki temu zachowany jest balans. Nauka rządzi się swoimi prawami, ma nielimitowany czas pracy i bywa, że trzeba na noc zostać w laboratorium. Dobry zespół to zgrani ludzie. Niezależnie od płci – wyjaśnia.

Patrząc na osiągnięcia zespołu naukowego Fundacji Badań i Rozwoju Nauki, nie mam wątpliwości, że udało się stworzyć połączenie idealne. Choć początki wcale takie nie były. – Nad 3D bioniczną trzustką pracuję pod okiem dr. hab. med. Michała Wszoły – chirurga, transplantologa i pomysłodawcy całego przedsięwzięcia – od początku, czyli 2017 roku – mówi Marta Klak. – Dla tego projektu porzuciłam Szczecin i moją rodzimą uczelnię, na której obroniłam doktorat. Jako osoba pracująca na Uniwersytecie Medycznym byłam przyzwyczajona do innego stylu pracy. Praca na uczelni to w dużej mierze badania podstawowe, które kończą się zazwyczaj na publikacjach w renomowanych czasopismach. Dla mnie zawsze ważniejsze było praktyczne wykorzystanie prowadzonych przeze mnie badań. Ludzie pracujący w Fundacji Badań i Rozwoju Nauki od początku uważali, że najważniejsze jest wdrożenie projektu dla dobra pacjentów. To był, jest i będzie nasz główny cel, do którego zmierzamy. Dla mnie to była zupełnie nowa perspektywa – opowiada Marta i wspomina, że na początku największym wyzwaniem było wzajemne zrozumienie.

W interdyscyplinarnym zespole pracują biotechnolodzy, chemicy, biolodzy oraz lekarze i inżynierowie. Wszyscy mówili po polsku, ale ich języki były niekompatybilne. Godziny spotkań upłynęły im na wypracowaniu wspólnego języka, który łączyłby techniczne podejście inżynierów, biologiczną precyzję i medyczny punkt widzenia. Jak widać, doszli do porozumienia, bo opracowany przez zespół naukowy biotusz i wydrukowana za jego pomocą 3D bioniczna trzustka wkrótce wejdą w fazę testów klinicznych, co oznacza, że projekt z sukcesem przeszedł badania laboratoryjne i testy przedkliniczne.

Biodruk 3D może pomóc w leczeniu chorych na cukrzycę typu I

– Biodruk 3D różni od powszechnie już używanego druku 3D tym, że materiałem są tu żywe elementy: komórki zanurzone w stworzonym i opatentowanym przez nas biotuszu. Warto podkreślić, że jest on w pełni naturalny, wykonany jedynie ze składników, które występują w danym narządzie – tłumaczy Marta i podkreśla, że zaletą biotuszu jest to, iż po połączeniu z komórkami pobranymi od pacjenta będzie możliwość wytworzenia organu „szytego na miarę”. Jednak najbardziej innowacyjny w tym przedsięwzięciu jest fakt, że polska ekipa jako jedna z pierwszych podjęła się druku tkanek miękkich. – Biodruk kości, chrząstek czy ubytków po nowotworach jest stosowany w medycynie od kilkunastu lat. Do tej pory nikt nie podjął się drukowania tkanek miękkich, ponieważ wymagają one wytworzenia układu naczyniowego. Komórki, żeby żyć, muszą być odżywiane. Nam się to udało. Co więcej, wytworzyliśmy również naczynia zewnętrzne, które umożliwiają wszczepienie trzustki przyszłym pacjentom – mówi Marta Klak. Podkreśla, że wytwarzana przez ich zespół bioniczna trzustka skupia się wyłącznie na jednej funkcji tego organu, czyli wydzielaniu insuliny i glukagonu – hormonów odpowiedzialnych za regulację poziomu cukru we krwi. W związku z tym jest ona na razie pomyślana wyłącznie jako ratunek dla pacjentów z cukrzycą typu I.

Dla jasności. Na cukrzycę w Polsce choruje około 3 milionów osób, z czego 200 tysięcy cierpi na nieuleczalną cukrzycę typu I. Do tej pory jedynym sposobem na skuteczne wyleczenie jest przeszczep. Tyle że rocznie wykonuje się ich w Polsce zaledwie kilkadziesiąt, bo brakuje dawców. Biodruk, nad którym pracuje zespół naukowy Fundacji Badań i Rozwoju Nauki pod kierunkiem dr. hab. med. Michała Wszoły i dr n. med. Marty Klak mógłby drastycznie zmienić te dane, ale też pomóc w innych gałęziach medycyny. Równolegle z pracami nad bioniczną trzustką naukowcy opracowują biodruk skóry, model tkanki wątrobowej czy tkanki płucnej. Prace nie są jeszcze tak zaawansowane, ale Marta Klak ma nadzieję, że jeśli wszystko pójdzie po ich myśli, to możliwe, że w dłuższej perspektywie zaprzestanie się eksperymentów na zwierzętach i przejdzie wyłącznie na testy na biodrukowanych organach. Na razie to brzmi trochę jak film SF, ale biorąc pod uwagę determinację i tempo prac zespołu, wszystko jest możliwe.

*

Czym jest 3D bioniczna trzustka?

Bioniczna trzustka to wydrukowany w technologii biodruku 3D, w pełni funkcjonalny narząd stworzony z komórek pacjenta. W przyszłości ma pozwolić na wyleczenie cukrzycy. Narząd ten będzie się składał z wysp trzustkowych – komórek produkujących insulinę i glukagon, komórek śródbłonka, czyli tych, które wyścielają naczynia, oraz spoiwa, które będzie łączyło te wszystkie elementy. Przeszczepienie bionicznej trzustki ma przede wszystkim zapobiec rozwojowi powikłań u pacjentów, dlatego w pierwszej kolejności przeznaczone będzie dla chorych na cukrzycę typu I, których stosowanie insulinoterapii nie uchroniło przed groźnymi dla życia powikłaniami. Obecnie jedyną metodą na doprowadzenie do całkowitego wyleczenia jest przeszczep trzustki lub przeszczep wysp trzustkowych.