Egyre több a súlyos vesebeteg a világon, és nincs annyi transzplantálható szerv, amennyire igény lenne, így sokan azelőtt meghalnak, hogy sor kerülhetne az életmentő műtétre. Magyarországon például a transzplantációs várólistán jelenleg 1167-en vannak, de tavaly egész évben csak 335 műtétre került sor . Azaz durván három évig kell várakoznia egy betegnek, mire sorra kerülhet. A világ más részein sem jobb a helyzet, pedig összesen kétmillió embernek volna szüksége új vesére.
Az orvosok és biomérnökök pedig azon dolgoznak, hogy sikerüljön létrehozni mesterséges szerveket. Néhány évvel ezelőtt egy Amerikában dolgozó magyar kutató, Forgács Gábor, a Missouri Egyetem professzora vágott bele olyan kísérletekbe, amelyek során egy semleges vázra 3D nyomtatással építettek fel szöveteket. Szerencsés módon ugyanis a tintasugaras nyomtatók cseppmérete éppen abba a mérettartományba esik, mint egy emberi sejt. Akkoriban úgy tűnt, hogy a szövetnyomtatás megoldhatja a szervfejlesztések biomérnöki problémáit. Csakhogy az emberi szervek rendkívül bonyolultak, többféle együttműködő sejt van bennük. Elég csak arra gondolni, hogy nem elég, ha a vese funkcionális sejtjei működnek, például a szerv vérellátásáról gondoskodó, azaz ereket építő sejtekre is szükség van, és persze még sok másra. A különböző sejtek kifejlődéséhez különböző körülmények szükségesek.
Azaz működő szerv csak akkor állítható elő, és fejlődhet, funkcionálhat megfelelően a szervezeten belül, ha egy úgynevezett bioreaktor szolgálja ki. Ez egy olyan készülék, amely képes a sejtek élettani környezetét úgy szimulálni, hogy azzal a sejtek növekedését és megfelelő differenciálódását serkenti. Az élettani környezet meghatározásába beletartozik a megfelelő hőmérséklet, oxigén és szén-dioxid koncentráció, de kiterjedhet mindenfajta fizikai, (bio)kémiai és mechanikai stimulusra is.
Egy mérföldkő jellegzetességei
A kormányzati koordinálás és finanszírozás mellett futó amerikai veseprogramnak egy olyan beültethető bio-mesterséges szerv kifejlesztése a célja, amely feleslegessé teszi a dialízist. A projekt néhány hete érkezett el egy fordulóponthoz, amikor a Kaliforniai Egyetem tudósai San Franciscóban sikeresen beültették egy funkcionális emberi vesesejteket tartalmazó bioreaktor prototípusát sertésekbe anélkül, hogy jelentős biztonsági aggályok felmerültek volna. A készülék, amely körülbelül akkora, mint egy pakli kártya, nem váltott ki immunreakciót vagy vérrögképződést, ami fontos lépés a jövőbeli emberi kísérletek felé vezető úton - számolt be a MedicalXpress .
A veseátültetésre váró betegek többsége hetente többször is hosszú dialíziskezelésen esik át, hogy a vérükből a méreganyagokat eltávolítsák. A dialízis azonban nem helyettesít sok fontos vesefunkciót, s ez az oka, hogy a dialízisbetegeknek átlagosan csupán 35 százaléka marad életben öt év után is.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Két fő elem
A Shuvo Roy és a Vanderbilt Egyetemi nefrológusa, William H. Fissell által vezetett amerikai veseprojektetben kifejlesztett beültethető eszköz két összetevőből áll. Az egyik fő elem egy vérszűrő rendszer, az úgynevezett hemofilter, amely eltávolítja a méreganyagokat a vérből azáltal, hogy nanométeres pórusokkal ellátott szilikonmembránokkal kiszűri azokat. A másik elem pedig a tenyésztett emberi vesesejteket tartalmazó bioreaktor, amely gondoskodik más vesefunkciók elvégzéséről, mint például a megfelelő folyadékmennyiség és a vérnyomás fenntartásáról, a sószint beállításáról és az alapvető hormonok előállításáról.
A nagy állatokkal végzett ígéretes vizsgálatokat követően a veseprojekt hemofiltrációs rendszere jelenleg az FDA jóváhagyására vár egy kezdeti klinikai vizsgálathoz, hogy értékelni tudják annak biztonságosságát. A bioreaktor technológiát laboratóriumi kísérletekben korábban már tesztelték, de eddig még nem ültették be állatokba. Egyik fontos megoldása, hogy a bioreaktorba zárt vesesejteket elkülönítik a szervezet immunrendszerének hatásaitól, így kizárt a kilökődés veszélye.
"A transzplantációs terápiák szent grálja egy olyan technológia, amely szükségtelenné teszi az élethosszon át tartó immunszupressziót . Az erre szolgáló gyógyszerek ugyanis nemcsak a betegeket teszik ki fertőzéseknek és más káros mellékhatásoknak, hanem kimutatták, hogy közvetlenül károsítják az átültetett sejteket és szerveket is, így az idő múlásával csökkentik a transzplantációk terápiás előnyeit" - mondta Roy. Az immunelnyomás elkerülésének másik alapvető előnye a betegek kiadásainak csökkentése, hiszen ezek a gyógyszerek nagyon drágák.
Ez is érdekelhet
Roy és csapata abból a szempontból is gondosan megtervezte a bioreaktor prototípusát, hogy elkerülje olyan vérrögök kialakulását, amelyek tüdőembóliához vagy stroke-hoz vezethetnek, hiszen ez a legnagyobb kihívás a hosszú távra beültetett orvosi implantátummal élő beteg számára. Ezt úgy érték el, hogy a membránszűrőket, amelyek a vérrel érintkeznek, biobarát molekulákkal vonták be, továbbá úgy alakították ki a készüléket, hogy elkerüljék a turbulens véráramlást, amely szintén kiválthatja a véralvadást. Az eredmények arra vallanak, hogy egy többszörösen is hasznos klinikai technológia jön létre. Ez egyrészt egy szívmeghajtású eszköz, amely fertőzésveszélyt jelentő akkumulátorok vagy más külső csatlakozás nélkül működik, másrészt a kilökődést gátló gyógyszerek vagy vérhígítók nélkül is képes megtisztítani a vért.
