Inżynieria żywych tkanek pomoże chorym

– Inżynieria tkankowa to dziedzina zajmująca się praktycznym wykorzystaniem osiągnięć nauk biologicznych i inżynierii materiałowej w szeroko pojętej medycynie regeneracyjnej – mówi dr Justyna Drukała z Zakładu Biologii Komórki Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Na technologię składa się m.in. wykorzystanie komórek hodowanych poza ludzkim organizmem do przyspieszenia regeneracji rozmaitych narządów i tkanek, aplikacja różnego typu biomateriałów w celu poprawienia jakości tkanek, a także użycie najróżniejszych biologicznie czynnych substancji chemicznych, które mogą przyspieszać procesy regeneracyjne organizmu. Istotną cechą wszystkich tych elementów jest fakt, że powstały one poza ludzkim organizmem.

Inżynieria żywych tkanek może stworzyć nowe możliwości w leczeniu ran i oparzeń, stomatologii, leczeniu zwyrodnień stawów i kości oraz w kardiologii i kosmetologii. Może pozwolić grupie pacjentów przewlekle chorych lub nie mogących się poddać terapii (np. tych z uszkodzoną rogówką lub chrząstką międzykręgową) stać się zdolnymi do pracy, co ma istotny aspekt społeczny. Natomiast immunoterapia może być stosowana jako skuteczna metoda leczenia nowotworów w obszarach, które cechuje wysoki wskaźnik umieralności oraz potencjalnie pomóc w leczeniu innych poważnych chorób takich jak np. AIDS. Skutecznie rozwijane i szeroko dostępne wykorzystanie immunoterapii może pozytywnie wpłynąć na zdrowie populacji. Zindywidualizowana terapia poprzez wykorzystanie własnych komórek odpornościowych daje szanse wyleczenia i zmniejszenia ubocznych skutków występujących przy chemioterapii lub radioterapii. Niebagatelną zaletą jest również wykorzystywanie naturalnych procesów organizmu bez inwazji dodatkowych środków leczniczych.

Inżynieria tkankowa jest młodą dziedziną nauki. Na świecie rozwija się od około 20 lat, w Polsce natomiast od lat 10. To właśnie dwie dekady temu naukowcy opracowali metody hodowli ludzkich komórek macierzystych poza organizmem człowieka. Od tego momentu komórki te stały się pasją biologów, biochemików, lekarzy. Zaczęto badać ich właściwości, wady i zalety oraz możliwości wykorzystania w praktyce. Komórki takie mogły posłużyć do budowy większych elementów, czyli całych tkanek. W prace zaangażowani byli m.in. biolodzy, biochemicy, chemicy, fizycy i materiałowcy.

– Pierwszym sztucznie wyhodowanym konstruktem, jaki pojawił się na rynku, była skóra. Ona też pierwsza została użyta w praktyce klinicznej – mówi dr Drukała. Kierowana przez nią Pracownia Inżynierii Komórkowej i Tkankowej, działająca w Zakładzie Biologii Komórki Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, od kilkunastu lat zajmuje się właśnie hodowlą komórek skóry ludzkiej. Tkanki wytworzone w pracowni z powodzeniem stosowane są w krajowych klinikach.

Lekarze, zachęceni sukcesem wyhodowanej poza organizmem skóry, natychmiast zamarzyli o kolejnych laboratoryjnych tkankach, które mogłyby zostać użyte w leczeniu lub rehabilitacji. Zaczęto mówić o tkance chrzęstnej, kościach, tkankach nerwowych.

W Krakowie badania w tym obszarze prowadzone są na Uniwersytecie Jagiellońskim, a także na Akademii Górniczo–Hutniczej i Politechnice Krakowskiej. Specjaliści z obu uczelni technicznych zajmują się przede wszystkim biomateriałami, badając potencjalne możliwości wykorzystania ich jako rusztowań dla tkanek. Wreszcie ostatnim elementem łańcucha badawczego są lekarze klinicyści, którzy efekty działań naukowców z UJ, AGH i PK stosują w praktyce w leczeniu pacjentów.

Kolejny krok w rozwoju inżynierii tkankowej to produkcja i aplikacja chrząstki, już opanowana i realizowana na świecie. Teraz wzrok naukowców kieruje się ku ludzkim kościom, z których wytworzeniem też nie powinno być większych problemów. Najważniejsze jednak będą bardziej skomplikowane elementy organizmu, które najczęściej ulegają chorobom, takie jak serce czy połączenia nerwowe. Dodajmy też, że inżynieria tkankowa wykorzystywana jest szeroko w chirurgii plastycznej i kosmetologii. (PS)