TKIVA I ORGANI KOJI RASTU

U laboratoriji doktora Entonija Atale na univerzitetu Vejk Forest nije uvek sve kao što izgleda na prvi pogled. Na jednom laboratorijskom stolu, okruženom gomilom kertridža za štampače, nalaze se unutrašnji delovi jednog mlaznog štampača. Međutim, nije reč o štampanju velikog dokumenta tokom kojeg je došlo do problema. Umesto toga, štampač izbacuje nešto mnogo značajnije od boje - "ubrizgava" sićušne žive ćelije u trodimenzionalne kalupe ljudskih organa.

Doktor Entoni Atala

I to nije sve. Iza onoga što nalikuje vratima običnog inkubatora su neka od najvećih dostignuća moderne nauke - pulsirajući krvni sudovi, zalisci srca koje kuca i "nabrekle" ljudske bešike. Skoro dve decenija Atala usavršava naučne metode regenerisanja ljudskog tkiva - to je u osnovi nauka stvaranja novih delova tela. "Koncept se zasniva na ideji da se ćelije ljudskog tela upotrebe za stvaranje novih tkiva i organa za pacijente kojima su oni neophodni", kaže on. "Postigli smo ogroman napredak u mnogim naučnim oblastima - ćelijskoj biologiji, nauci o materijalima i biologiji matičnih ćelija - što nam sada omogućava da ih objedinimo i odemo korak napred na polju regenerativne medicine i počnemo da razmišljamo o stvaranju složenijih organa koji će pomoći pacijentima."

Poslednjih godina su moguće medicinske primene embrionskih matičnih ćelija i metodi terapeutskog kloniranja u zapećak gurnuli ostala istraživanja, ali su te tehnike još uvek nove i nedovoljno istražene i dokazima potkrepljene da bi iznedrile bezbedno i efikasno lečenje. Atalina strategija je bila da koristi postojeće ćelije za stvaranje praktičnijih rešenja - od zamene obolelog srčanog mišiča preko istrošene hrskavice do bubrega koji otkazuju. "Svaka ćelija u ljudskom telu je programirana da obavi neki posao, a naš je zadatak da te ćelije u laboratorijskim uslovima postavimo u pravo okruženje kako bi one 'znale' šta treba da urade", kaže Atala. "Za nas nije važno iz kog dela tela ćelija potiče - ćelija iz bešike, iz krvi ili matična ćelija odrasle osobe - mi koristimo sve one ćelije koje će obaviti odgovarajući zadatak."

Matična ćelija pod mikroskopom

U većini slučajeva te ćelije potiču iz obolelog organa, a u krajnjoj instanci - medicini prilagođenoj svakom pojedinačnom slučaju - obolelog organa samog pacijenta. Najnovije dostignuće jeste regenerisana ljudska bešika, koja je već testirana na ljudima i koju Atala može da "napravi" u raznim veličinama. Atala sada radi na mogućnostima za obnavljanje srčanih zalistaka i velikih krvnih sudova. Bešika je prva došla na red ne samo zbog toga što subspecijalizirao pedijatrijsku urologiju, već i zato što se ćelije bešike, pored ostalih, mogu razvijati izvan ljudskog tela. U stvari, kaže doktor Atala, skoro sve ćelije se mogu uzgajati u petrijevim šoljama - što pre 20 godina, kada je on započeo svoje istraživanje, nije bilo moguće. Jedini izuzeci su ćelije pankreasa, jetre i nervnog sistema - one, za sada, teško opstaju izvan ljudskog tela.

Doktoru Atali treba oko šest sedmica da "stvori" novi deo tela. Ključ uspešnosti i brzine je, prema njegovim rečima, to što se - kad god je to moguće - oslanja na ćelije samog pacijenta. "Uzimamo isečak tkiva obolelog organa, odgojimo odgovarajući broj normalnih, zdravih ćelija, manipulišemo njima i vraćamo ih u telo istog pacijenta. Pošto ne koristimo ćelije nekog davaoca, skoro da ne postoji rizik od odbacivanja." Za pacijenta to znači da se brže i lakše oporavlja kao i mnogo veće šanse da se regenerisani organ "primi".

Stvaranje novog zdravog organa u velikoj meri zavisi od toga da li će se prvih nekoliko ćelija održati, i to je najveći izazov i problem za Atalu i njegov tim. Svaka ćelija - bez obzira na to iz kog je dela tela uzeta: bešike, kože, hrskavice ili srca - najbolje raste u za nju odgovarajućem okruženju koji se sastoji od jedinstvenog "koktela" faktora rasta, enzima, proteina i drugih hranljivih sastojaka. Kada broj ćelija u inkubatoru dostigne zadovoljavajući nivo, Atala ih podvrgava seriji zahtevnih testova da bi se uverio da izgledaju i funkcionišu identično "rođacima" normalno stvorenim u telu.

Kako se "stvaraju" nova tkiva i organi

Tada počinje "zabavni" deo. Da bi uobličio ljudske organe na osnovu gomile razmnoženih ćelija, Atala je osmislio specijalne "skele" koje će navoditi novostvorene ćelije da oforme odgovarajući oblik. U većini slučajeva - za bešiku, krvne sudove i zalistke, na primer - koristi biorazgradljivi materijal od kolagena, jedne od strukturnih komponenata ljudske kože. Međutim, da bi napravio složenije strukture, kao što je srce, potrebno mu je nešto mnogo sofisticiranije od matrice. Tada na scenu stupaju mlazni štampači. Jedan od Atalinih kolega došao je na sjajnu ideju: ako štampač može da nanosi čestice boje na šaru koju mu zadaje računar s kojim je povezan, zašto se ista tehnika ne bi primenila za raspršivanje ćelija preko unapred zadatih šablona? Zato su, umesto štampanja u jednoj dimenziji, Atalini stručnjaci prepravili štampač da ćelije "štampa" u nekoliko slojeva. Krajnji rezultat je trodimenzionalni kalup ćelija koji umnogome podseća, primera radi, na zametak srca.

Početkom ove godine, Atalina grupa je prva došla do još jednog važnog otkrića: plodova voda sadrži matične ćelije. To im je izuzetno mnogo pomoglo u regenerisanju tkiva od "tvrdokornijih" ćelija pankreasa, jetre i nerava, koje se ne mogu tako dobro razvijati u laboratorijskim uslovima. Matične ćelije iz plodove vode nisu tako "svestrane" kao embrionske, koje se mogu pretvoriti u bilo koji tip tkiva, ali se ipak mogu razviti u veliki broj neophodnih tipova ćelija. Tako ih je Atalin tim već koristio za stvaranje mišića, kostiju, masnih ćelija, ćelija krvi, kao i jetre i nervnog sistema. On smatra da bi se matične ćelije iz plodove vode jednoga dana mogle i skladištiti, kao ćelije krvi, pa bi te banke ćelija koristiti svi pacijenti kojima su potrebni regenerisani organi. Atala predviđa da bi ako se uzme samo 100.000 uzoraka od 4 miliona novorođene dece u SAD svake godine, to bilo dovoljno da 99 procenata Amerikanaca dobije neophodna a odgovarajuća tkiva.

Doktor Atala u svojoj laboratoriji

Prvi pacijenti koji su dobili Ataline regenerisane organe je bilo sedmoro dece kojima su presađene bešike nastale iz njihovih sopstvenih ćelija. Osam godina posle operacije svi su dobro i zdravo, a bešike im normalno funkcionišu. Atala sada u svojoj laboratoriji ima oko dvadeset drugih tkiva i organa spremnih za klinička ispitivanja na ljudima. Međutim, on ne želi da žuri. "Naš je cilj da na najsigurniji i što brži - ali ne prebrzi - način prenesemo ove tehnologije iz laboratorije u klinike i bolnice. Sporo smo obavljali ispitivanje jer smo želeli da se uverimo da su tkiva i organi koje stvaramo bezbedni, da će dugo funkcionisati normalno i da ih telo pacijenta neće odbaciti", kaže Atala.