După ani de cercetări, o echipă de doctori dintr-un institut suedez a reuşit să dea viaţă unui organ artificial. Pe o trahee din plastic, ei au aplicat celule stem, care, în organismul uman, au îndeplinit funcţia organului şi au salvat viaţa unui om. Următorul pas pentru oamenii de ştiinţă este să înveţe organismul uman să îşi înlocuiască singur organele bolnave, potrivit publicaţiei americane The New York Times.
O intervenţie radicală
În urmă cu doi ani, Andemariam Beyene, din Eritreea, tată a doi copii, studia ingineria în Islanda. În clipa în care doctorii i-au descoperit în trahee o tumoră de măsura unei mingi de golf, viaţa lui s-a schimbat complet, relatează publicaţia americană “The New York Times”. După ce medicii islandezi nu au reuşit să găsească nici o soluţie să-l ajute, el a hotărât să plece în Suedia. Acolo, cercetătorii de la Institutul Karolinska i-au propus o intervenţie radicală: să îi facă o trahee nouă, compusă din plastic şi propriile lui celule.
Implantarea unui astfel de organ era prima operaţie de profil din domeniul medicinei regenerative, care promite de zeci de ani înlocuirea organelor bolnave cu organe obţinute în laborator: ficat, rinichi, chiar şi inimi.
Doctorul Paolo Macchiarini, chirurg-şef la un laborator de tehnologie a ţesutului, construieşte organe folosind celulele persoanei şi permiţându-i organismului să contribuie la formarea lor. Până acum, oamenii de ştiinţă au creat numai câteva organe umane- vezici şi trahei- care au fost transplantate, însă cercetările continuă în întreaga lume, pentru obţinerea organelor complexe. La Universitatea Wake Forest din Carolina de Nord, cercetătorii lucrează la crearea rinichilor şi ficatului, după ce au realizat mai multe vezici biliare. Laboratoarele din China şi Olanda se ocupă cu obţinerea vaselor de sânge.
Astfel, acum se face trecerea de la inimile artificiale produse cu zeci de ani în urmă, care nu erau nimic altceva decât maşinării, la organe vii, chiar şi construite pe un suport artificial. Cercetătorii vor să obţină acum organe cu celule, vase de sânge şi nervi- vor să creeze organe vii. Alţii, printre care şi doctorul Macchiarini, visează chiar să dezvolte un sistem prin care organismul uman să îşi repare singur organele bolnave.
Studiind celulele stem, ei şi-au dat seama că ele pot fi transformate în celule specifice ficatului sau plămânilor. Cercetătorii aplică aceste celule pe o structură care acţionează ca un ciment-el ţine celulele unite în locul potrivit. Totuşi, oamenii de ştiinţă avertizează că munca lor este încă în fază experimentală şi presupune costuri ridicate. În plus, mai este o cale lungă până la crearea organelor complexe.
“În cei 27 de ani de muncă, mi-am dat seama că este ceva realizabil”, a explicat, pentru “The New York Times”, doctorul Joseph P. Vacanti, director al Laboratorului pentru Tehnologie Celulară şi Fabricarea Organelor, de la Spitalul General din Massachusetts.
În cazul lui Beyene, oamenii de ştiinţă i-au creat o trahee identică dintr-un plastic poros, pe care au fost plantate celule stem prelevate din măduva spinării. După o zi şi jumătate în bioreactor, traheea artificială i-a fost implantată pacientului.
Când doctorul Macchiarini i-a propus lui Beyene intervenţia, el s-a arătat extrem de sceptic. “I-am spus că prefer să trăiesc trei ani şi apoi să mor. Aproape că refuzasem. Tehnica nu fusese aplicată decât pe porci. Dar m-a convins cu argumente ştiinţifice”, a povestit bărbatul. Acum, la 15 luni de la operaţie, Beyene, în vâstă de 39 de ani, nu mai are tumoarea şi respiră normal. S-a întors în Islanda cu soţia şi cei doi copii. Cel mic abia a împlinit un an. Credea că nu va apuca să-l cunoască. La vizita din acest an la Stockholm, el şi-a arătat cicatricea, însă vocea lui este mai vie pe zi ce trece. “Viaţa este mai bună”, spune acum bărbatul.
Cum se construieşte un organ
Unul din cercetătorii cu care lucrează doctorul Macchiarini este Philipp Jungebluth. El şi-a dorit să înţeleagă cum funcţionează organismul uman şi, de aceea, a prelevat inima şi plămânii unui cobai, i-a inserat într-o eprubetă conectată printr-un tub la o altă eprubetă, care conţinea un lichid asemănător detergentului. Organele şi-au schimbat culoarea, devenind din ce în ce mai roz, pe măsură ce lichidul circula prin ele, trasnportând celulele vii. După trei zile, organele nu mai aveau celule vii. Rămăseseră numai învelişurile organelor.
Folosindu-se de aceste învelişuri, laboratoarele din întreaga lume încearcă să obţină organe funcţionale. În unele cazuri, cercetătorii folosesc organe bolnave, pe care le golesc de celule vii şi apoi le repopulează cu celulele sănătoase ale pacientului.
Doctorul Macchiarini şi echipa lui de cercetători au început să aplice acestă tehnică din 2008, când au implantat trahei prelevate din cadavre la 12 pacienţi, dintre care cei mai mulţi duc acum o viaţă normală. Pentru că sunt înlocuite celulele donatorului, se elimină una din marile probleme ale transplantului: respingerea organului de către organism. Totuşi, această tehnică nu rezolvă toate problemele: o trahee prelevată s-ar putea să nu aibă dimensiunile potrivite pentru orice pacient şi, pe deasupra, pacientul trebuie să aştepte o perioadă până când organul este “golit” de celulele donatorului şi repopulat cu cele ale bolnavului.
Traheea lui Beyene a fost creată de cercetătorii de la University College din Londra, folosindu-se de imaginile obţinute cu traheea pacientului. Astfel, ei au creat o trahee care să se potrivească perfect lui Beyene. Totuşi, ea nu era decât o bucată de plastic poros. Ca să devină un organ funcţional, spaţiile dintre particulele de plastic trebuiau umplute cu celule care urmau să devină ţesut. Astfel, doctorul Machhiarini şi echipa lui au folosit celulele stem.
Ca să fie siguri că organismul bolnavului nu va respinge traheea, celulele stem folosite au fost colectate din măduva spinării lui Beyene. Ele au fost aplicate pe plastic, apoi traheea artificială a fost introdusă într-o soluţie nutritivă.
Cercetătorii urmăreau ca, stimulând celulele din măduva spinării, ele să se transforme în celule specifice pentru trahee. Totuşi, Macchiarini spune că procesul nu a mers exact aşa cum se aşteptau. “Celulele pe care le-am pus în bioreactor au murit după două sau trei zile, însă, pe măsură ce au murit, ele au degajat chimicale care i-au transmis corpului să creeze mai multe celule, stimulând regenerarea celulară. Încă n-am înţeles pe deplin acest proces, suntem încă la început”, a explicat cercetătorul de la institutul suedez.
După înlocuirea traheii bolnave cu cea artificială, unul din primele teste cărora Beyene a trebuit să le facă faţă a fost tuşitul. În noiembrie, la cinci luni de la intervenţie, cercetătorii au descoperit că traheea artificială a lui Beyene începuse să fie populată cu celule specifice. Şi la vizita de anul acesta, Macchiarini a observat progrese şi nici un semn de infecţie. “Şi poate să tuşească”, a explicat omul de ştiinţă.
Dacă celulele supravieţuiesc, traheea artificială îşi dezvoltă propria reţea de vase de sânge, prin acelaşi proces prin care şi-a produs şi celulele specifice.
“De la început, ne-am dorit ca aceste organe pe care le creăm să se poată iriga cu sânge”, a explicat şi doctorul Vacanti.
Pe de altă parte, doctorii lui Beyene aveau la îndemână o singură metodă prin care puteau verifica dacă traheea lui era irigată. I-au creat o rană pe trahee, ca să vadă dacă sângerează. “Dacă curge sânge, e vie”, a explicat doctorul Macchiarini. Şi traheea lui Beyene a sângerat.
Primele îndoieli şi noi progrese
Andemariam Beyene visează ca, într-o bună zi, să se întoarcă în Eritreea şi să lucreze ca inginer geotermal. Totuşi, acum trebuie să rămână în Islanda, pentru verificarea periodică a operaţiei.
Traheea conţine acum numai celulele lui. Totuşi, ca orice corp străin, a creat şi ţesut cicatrizant, care a fost îndepărtat. Acum, Andemariam Beyene aşteaptă ca doctorii să-i spună că s-a vindecat complett, ca să poată merge acasă. Totuşi, nimeni nu ştie când sau dacă s-a vindecat complet. El a fost primul.
Anul trecut, după intervenţia asupra lui Beyene, doctorul Macchiarini a repetat operaţia şi cu un alt pacient bolnav de cancer, căruia i-a înlocuit tot traheea. Totuşi, la câteva luni după operaţie, bărbatul a murit. Familia lui nu a făcut public motivul decesului, însă doctorii nu cred că traheea artificială a fost de vină.
Mai mult, în luna iunie, doctorul Macchiarini şi echipa lui au operat încă două persoane în Rusia, care acum duc o viaţă normală. Cercetătorii pregătesc şi alte intervenţii, dar se gândesc să găsească o soluţie şi pentru reducerea costurilor: acum, operaţia se ridică la aproximativ 500.000 dolari.
În viitor, doctorul îşi doreşte să elimine scheletul pe care se aplică celulele şi să creeze un medicament care să stimuleze organismul să producă celule sănătoase, care să le înlocuiască automat pe cele bolnave. “Ne vom folosi de corpul pacientului pentru a-l face să-şi recreeze singur organul bolnav. Asta ar fi fantastic”, a explicat Macchiarini.
