Prije dvije i pol godine liječnici su u dušniku Andemariama Beyenea pronašli tumor veličine loptice za golf. Unatoč operaciji i radijaciji, nastavio je rasti. A onda je Paolo Macchiarini, liječnik na ovdašnjem Institutu Karolinska došao na radikalnu zamisao – napraviti Beyeneu novi dušnik, i to od plastike i njegovih vlastitih stanica.Područje regenerativne medicine već desetljećima nam obećava budućnost u kojoj će nam zamjenski organi biti dostupni po potrebi, bilo da je riječ o jetrima, bubrezima, pa čak i srcu, a ti organi izrađivat će se u laboratoriju.

Zasad takva budućnost i dalje postoji samo u mašti znanstvene fantastike. Međutim, sada znanstvenici poput Macchiarinija izrađuju organe koristeći malo drugačiji pristup. Naime, upotrebljavaju stanice pacijentova tijela i omogućuju samom tijelu da obavi veći dio posla. Na taj je način izrađeno i transplantirano tek nekoliko organa, i to razmjerno jednostavnih, šupljih, poput mjehura ili dušnika Andemariama Beyenea, koji mu je presađen u lipnju 2011. godine. No znanstvenici diljem svijeta koriste slične tehnike s ciljem izrade složenijih organa. Na sveučilištu Wake Forest u Sjevernoj Karolini, primjerice, na kojemu su napravljeni spomenuti mjehuri, znanstvenici trenutno rade na bubrezima, jetrima i slično. Laboratoriji u Kini i Nizozemskoj među mnogima su koji rade na izradi krvnih žila.Neki, poput Macchiarinija, žele poći i korak dalje, odnosno iskoristiti tjelesni mehanizam obnove ne bi li tijelo samo ponovno izradilo oštećeni organ. Znanstvenici pomno prate i upotrebljavaju nova saznanja o matičnim stanicama, to jest, stanicama koje se pretvaraju u bilo koje druge stanice specifične za tkiva poput jetra ili pluća. Svakoga dana saznaju nešto novo o takozvanim skelama, koje zadržavaju stanice na mjestu na kojem bi se trebale nalaziti. Inženjeri tkiva upozoravaju da su njihova istraživanja još u eksperimentalnoj fazi i vrlo skupa te da smo vrlo daleko od stvaranja složenih organa. Ali optimizam jača. “U 27 godina postao sam uvjeren da je to izvedivo”, kaže Joseph P. Vacanti, ravnatelj Laboratorija za tkivni inženjering i izradu organa u općoj bolnici Massachusetts General Hospital i jedan od pionira na ovom području.U slučaju gospodina Beyenea, iz porozne, vlaknaste plastike u koju su umetnute matične stanice iz njegove vlastite koštane srži izrađena je istovjetna kopija njegovog dušnika. Nakon dan i pol u bioreaktoru, svojevrsnom inkubatoru, usadak je transplantiran u pacijenta, te je time zamijenjen njegov kancerogeni dušnik. Danas, 15 mjeseci nakon operacije Andemariam Beyene (39), porijeklom iz Eritreje, nema tumora i sasvim normalno diše.

Skele koje grade organe
Laboratoriji diljem svijeta sada eksperimentiraju s takozvanim skelama. Cilj je uzeti, na primjer, pluća donora, ukloniti iz njih sve stanice i ostaviti samo izvanstaničnu matricu, detaljnu trodimenzionalnu mrežu koja drži sve vrste stanica na njihovim točno određenim položajima i pomaže im u međusobnoj komunikaciji. U skelu se zatim usađuju stanice iz pacijentova tijela. Macchiarini i njegov tim pokušali su ovo napraviti još 2008., kada su uspješno transplantirali dušnike s usađenim stanicama iz trupala desetak pacijenata. S obzirom da su stanice donora u potpunosti uklonjene, ovaj pristup sasvim rješava glavni problem kod svih transplantacija – rizik da će primatelj odbiti strano tkivo. No donirani dušnik možda nije prave veličine. Stare stanice se moraju ukloniti, a nove usaditi, pa je pacijent primoran čekati. Za cijeli postupak i dalje su potrebni organi donora, kojih nema dovoljno. Stoga je u slučaju Andemariama Beyenea odlučeno da će se skela izraditi od plastike. Sintetičku skelu izradili su znanstvenici s fakulteta University College London, kao predložak upotrijebivši snimke njegovog dušnika. No i dalje je to bio tek beživotan komad porozne plastike. Kako bi postao funkcionalni organ, malene rupe u plastici morale su se ispuniti stanicama koje će u konačnici zajedno proraditi kao tkivo. Za to neće biti dostatne bilo kakve stanice, pa je Macchiaini sa svojim timom započeo s matičnim stanicama. Te su stanice morale biti pacijentove da bi bili sigurni kako tijelo neće odbaciti organa. Matične stanice Andemariama Beyenea izvađene su iz njegove vlastite koštane srži.Tim znanstvenika iz Stockholma nadao se da će, uz pomoć lijekova za stimulaciju matičnih stanica, stanice iz koštane srži smještene u dušnik postati specifične stanice dušnika, kako unutar tog organa, tako i izvan njega. No Macchiarini misli da proces nije išao prema planiranom. “Uvjeren sam da stanice koje stavimo u bioreaktor nakon dva ili tri dana odumiru”, kaže. No tijekom odumiranja ispuštaju kemikalije koje tijelu signaliziraju da kroz krvotok na tu lokaciju pošalje dodatne matične stanice iz koštane srži, što pomaže procesu regeneracije.

“Ako krvari, živo je”
Pet mjeseci nakon operacije dušnik Andemariama Beyenea bio je djelomično ispunjen specifičnim stanicama. A tijekom kasnijeg pregleda Macchiarini je primijetio da se te stanice i dalje šire bez ikakvih simptoma infekcije. Ako stanice preživljavaju, to znači da dušnik razvija mrežu krvnih žila istim onim regenerativnim procesom kojim su proizvedene i specijalizirane stanice. Naime, sva tkiva moraju imati takvu mrežu da bi svaka stanica dobila kisik i hranjive tvari. No siguran razvitak toga golem je izazov. “Od samoga početka znali smo da će glavna prepreka u ovom postupku biti opskrba krvlju”, kaže Vacanti.Liječnici Andemariama Beyenea na samo su se jedan način mogli uvjeriti da se u njegovom dušniku razvija mreža krvnih žila. U sklopu jednog od naknadnih pregleda namjerno su neznatno ozlijedili unutarnju oplatu. “Ako krvari, živo je”, objašnjava Macchiarini. Njegov je dušnik prokrvario.

Potraga se nastavlja
U lipnju je Macchiarini izvršio slične operacije na dvoje pacijenata u Rusiji. Oboje su pušteni iz bolnice i sjajno se oporavljaju, kaže. No dodaje kako mora postojati i jednostavnije, rješenje koje ne stoji pola milijuna dolara. Nada se razvoju boljih skela i transplantaciji bez usađivanja stanica te lijekovima koji će zajamčiti stimulaciju tijela koje će zatim poslati stanice na problematičnu lokaciju. Njegov je san pronaći način da se eliminira čak i sintetička skela te omogućiti tijelu da izgradi vlastiti kostur organa. “Uopće ne dirati pacijenta”, kaže Macchiarini. “Upotrijebiti njegovo tijelo za stvaranje organa. Bilo bi to fantastično.”Tijekom pregleda u Stockholmu početkom ove godine Andemariam Beyene pokazao nam je dugi okomiti ožiljak na prsima. Kaže da je iz dana u dan sve snažniji te da sada čak može i potrčati. “Sve je u redu”, kaže on. “Život je puno ljepši.”

Henry Fountain

Online: sintetički dušnik

Zamjena organa pacijentovim stanicama: nytimes.com (pretraga “windpipe”)

Zagrebački velesajam

Sajmovi opet igraju važnu ulogu u poslovnim odlukama, što stoji iza novog interesa?

Nova tehnologija

Revolucionarna tehnologija koja smanjuje emisije pri popravcima cesta do 70 %