3
24 września 2019
Rafał Suchodolski Autor
Autor
Rafał Suchodolski

Osiągnięcia bioinżynierii tkankowej

Na przestrzeni ostatnich dwustu lat medycyna poczyniła niebywałe postępy. Dawniej wiele chorób leczono dość prowizoryczną metodą, jaką jest puszczanie krwi (flebotomia). Dziś doszliśmy do momentu, w którym leczenie coraz częściej opiera się na zastosowaniu terapii genowej, co jest najnowszym i często jedynym sposobem leczenia chorób spowodowanych wrodzonymi defektami DNA. Zajmuje się tym dziedzina zwana bioinżynierią tkankową.

Na przestrzeni ostatnich dwustu lat medycyna poczyniła niebywałe postępy. Dawniej wiele chorób leczono dość prowizoryczną metodą, jaką jest puszczanie krwi (flebotomia). Dziś doszliśmy do momentu, w którym leczenie coraz częściej opiera się na zastosowaniu terapii genowej, co jest najnowszym i często jedynym sposobem leczenia chorób spowodowanych wrodzonymi defektami DNA. Zajmuje się tym dziedzina zwana bioinżynierią tkankową.

Co to jest bioinżynieria tkankowa?

Bioinżynieria tkankowa to dziedzina nauk, która stanowi połączenie metod inżynierii materiałowej i wiedzy medycznej. Jej głównym zadaniem jest tworzenie tkanek spełniających biologiczne funkcje. Opiera się ona na wykorzystaniu komórek i tworzeniu dla nich rusztowań z biokompatybilnych materiałów. Choć nie brzmi to nadzwyczaj skomplikowanie, cały proces nie jest łatwy, ponieważ umieszczenie komórek w rusztowaniu nie wystarcza. Oprócz tego konieczne jest:

  • zachowanie właściwych warunków fizykochemicznych
  • dobranie odpowiednich mediatorów charakterystycznych dla danych komórek – odtworzenie środowiska panującego w ludzkim organizmie. 
Krew do badania

Komórki stosowane w inżynierii tkankowej są najczęściej komórkami macierzystymi pobranymi z organizmu pacjenta. Z pomocą odpowiednich mediatorów istnieje możliwość przekształcenia ich w komórki poszczególnych tkanek, np. komórki mięśniowe (miocyty), komórki tłuszczowe (adipocyty) itd. Obecnie intensywnie pracuje się również nad możliwością odróżnicowania (cofnięcia w rozwoju) komórek wyspecjalizowanych. 

Odpowiednie rusztowanie wciąż stanowi duży problem. Poza cechami umożliwiającymi stworzenie pożądanej tkanki, czyli przepuszczaniem substancji i gazów, wydzielaniem czynników wzrostu, umożliwianiem przylegania i migracji komórek, konieczne jest stworzenie materiału, który zostanie strawiony i zastąpiony macierzą międzykomórkową. Materiał musi być również obojętny immunologicznie, aby nie powodować stanu zapalnego.

Chirurdzy podczas operacji

Bioinżynieria tkankowa – jakie daje możliwości?

Wizje znane jedynie z mitów i legend stają się rzeczywistością. Co prawda, nie jest możliwe, aby w miejsce ściętej głowy odrosły trzy nowe – tak jak u hydry lernejskiej, jednakże regenerację zniszczonych tkanek umożliwia prężnie rozwijająca się dziedzina, jaką jest bioinżynieria tkankowa. 

Niezaprzeczalnym sukcesem medycyny jest możliwość zastąpienia brakujących narządów maszynami, np. pompa insulinowa, która może zastąpić trzustkę, dializator zamiast nerek czy sztuczne kończyny.

Inżynieria tkankowa daje nam również wiele innych, nieznanych dotąd możliwości:

  • przeszczepy skórne z komórek pacjenta hodowanych i namnożonych w odpowiednich warunkach;
  • przeszczepy wysp trzustkowych; 
  • hodowanie komórek mięśniowych w celu uzupełnienia wrodzonego ubytku ściany pęcherza moczowego;
  • możliwość uzupełnienia ubytków tkanki nerwowej po udarze niedokrwiennym. 

Wymienione przykłady to tylko niektóre z osiągnięć inżynierii tkankowej. A warto o nich pisać, bowiem odtworzenie twórczości natury w warunkach laboratoryjnych jest niezwykle trudnej. 

Nierzeczywistym (jeszcze) snem części naukowców jest zastąpienie wadliwych narządów ich biologicznymi odpowiednikami. Wątroba wydrukowana za pomocą drukarek 3D, gdzie tuszem są komórki, a „kartką papieru” rusztowanie stworzone z biokompatybilnych materiałów – wciąż jest poza zasięgiem naukowców. 

Bioinżynieria tkankowa – zastosowanie

Żywe substytuty skóry

Bioinżynieria tkankowa znalazła zastosowanie w ciężkich oparzeniach obejmujących znaczną powierzchnię skóry, stanowiących zagrożenia dla życia pacjenta. Zakażenia i odwodnienie to powikłania, które w standardowych warunkach czasami nie są możliwe do opanowania. Istnieje możliwość wykonania autogenicznego przeszczepu, zdarza się jednak, że brakuje zdrowej skóry, aby przeprowadzić procedurę.

Nowe metody umożliwiają namnożenie komórek tworzących skórę. Wówczas z niewielkich elementów skóry ma szansę powstać jej znaczna ilość, dzięki czemu możliwe jest wykonanie autologicznego przeszczepu. 

Inna metoda zakłada umieszczenie rusztowania kolagenowego, które stymuluje skórę do gojenia się bez pozostawiania blizn.

Substytut tkanki chrzęstnej

Uszkodzoną tkankę chrzęstną, podobnie jak skórę, można leczyć z wykorzystaniem tkanki pochodzącej z nieobciążonego miejsca. Metoda oparta na wykorzystaniu bioinżynierii tkankowej zakłada zastosowanie substytutu tkanki chrzęstnej, która pochodzi z hodowli komórkowej w laboratorium.

Tkanka kostna

Powszechnie używana jest sztuczna kość, która stanowi podporę (rusztowanie) dla komórek występujących w organizmie. Ten biomateriał najczęściej stosuje się w rekonstrukcji zmiażdżonych kręgów.

Trwa wiele badań, podczas których sprawdza się możliwość regeneracji bardziej skomplikowanych tkanek, np. mięśnia sercowego po zawale czy tkanki nerwowej mózgu po udarze. Uzyskany materiał badawczy nie pozwala jeszcze na wprowadzenie wymienionych zastosowań do powszechnej praktyki medycznej. Bioinżynieria tkankowa otwiera jednak przed medycyną wiele możliwości i w przyszłości może pomóc wielu pacjentom.

Odpowiedzi na pytania naszych czytelników

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Ujemne Rh u kobiety w ciąży

Ujemny czynnik Rh u matki powoduje, że jej organizm uznaje taki czynnik jako obcy, a jej układ odpornościowy będzie atakował…

Zobacz więcej

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Czy to może być zapalenie pęcherza?

Podejrzenie zapalenia pęcherza można wysnuć na podstawie towarzyszących mu często objawów. Są to: ból przy oddawaniu moczu, ból w okolicy…

Zobacz więcej

Poradnik Gemini Autor

Poradnik Gemini

Czy opryszczkę można wyleczyć?

Niestety wirus opryszczki pozostaje w organizmie przez całe życie. Objawy nawracają i są przerywane okresem latencji, czyli utajenia. Wirus HSV…

Zobacz więcej

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Jakie badania wykonać przy podejrzeniu celiakii?

Powinna Pani rozpocząć od wizyty u lekarza rodzinnego. Jeśli istnieje podejrzenie celiakii, konieczne będzie skierowanie do poradni gastroenterologicznej. Najczęściej diagnostyka…

Zobacz więcej

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Norma stężenia testosteronu we krwi u dorosłych

Stężenie testosteronu zmienia się dynamicznie. U mężczyzn granice norm to 270-1070 ng/dL ze średnim poziomem ok. 700ng/dL. U kobiet stężenia są zdecydowanie…

Zobacz więcej

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Ciąża a grupa krwi

Różne grupy krwi rodziców dziecka mogą skutkować konfliktem serologicznym między matką a płodem. W celu zapobiegnięcia takiej sytuacji sprawdza się…

Zobacz więcej

Rafał Suchodolski Autor

Rafał Suchodolski

Normy PSA we krwi

Uznaje się, że:  stężenie 0-2,5ng/ml to bezpieczny poziom, 2,6-4,0 ng/ml to poziom bezpieczny dla większości mężczyzn, jednak należy porozmawiać z…

Zobacz więcej

Natika Karolak Autor

Natika Karolak

mgr farm.

Suplementacja witaminy D w ciąży

Jak najbardziej, suplementacja witaminą D u kobiet w ciąży, jak i matek karmiących piersią jest bardzo ważna. Ilość witaminy D…

Zobacz więcej

Dołącz do wspólnej dyskusji
Dziękujemy za Twoje pytanie!
Postaramy się udzielić odpowiedzi w jak najkrótszym czasie :)
Dziękujemy!
Twój adres e-mail został dodany do newslettera :)