Regenerativna medicina

Regeneracija organizma, tela i tkiva – Regenerativna medicina

18. OKTOBAR 2011. U NAUKA | |2 KOMENTARA |

Alan Rasel

* * *

O regeneraciji naših tela

Danas ću vam pričati u nadi da ću preobraziti strah u nadu. Kada idemo kod lekara danas, kada uđemo u doktorsku ordinaciju, ima reči koje jednostavno ne želimo da čujemo. Ima reči kojih se istinski plašimo. Dijabetes, rak, Parkinsonova bolest, Alchajmerova bolest. otkazivanje srca, otkazivanje pluća. Stvari za koje znamo da su onesposobljavajuće bolesti, za koje ima relativno malo toga što može da se uradi.

I ono što želim danas da vam predstavim je drugačiji način razmišljanja o tome kako da lečimo onesposobljavajuće bolesti, zašto je to važno. Zašto će se bez njega, možda, naš zdravstveni sistem raspasti, ako mislite da već nije. Gde smo klinički sada i gde bismo mogli biti sutra i koje su neke od prepreka. I to ćemo sve uraditi za 18 minuta, obećavam.

Želim da počnem sa ovim slajdom, jer ovaj slajd nekako priča priču na način na koji o njoj misli "Sajens" magazin - Science Magazine. Ovo je izdanje iz 2002. koje su izdali sa puno različitih članaka o bionskom čoveku. Ovo je, u suštini, broj o regenerativnoj medicini. Regenerativna medicina je izuzetno jednostavan koncept koji svako moze da razume. To je jednostavno ubrzavanje procesa kojim se telo samo leči do klinički značajne brzine. Mi to znamo da radimo na mnogo načina koji su tu. Mi znamo da ako imamo oštećen kuk, možemo ugraditi veštački kuk. I to je ideja koju je "Sajens" magazin koristio na svojoj naslovnoj strani.

To je potpuna antiteza regenerativne medicine. To nije regenerativna medicina. Regenerativna medicina je ono što je "Biznis vik" - Business week stavio kada je, ne tako davno, radio priču o regenerativnoj medicini. Ideja je da umesto da pokušavamo da ublažimo simptome sa spravama i lekovima i slično - i vratiću se na tu temu nekoliko puta - umesto da to radimo, mi ćemo regenerisati izgubljenu funkciju tela tako što ćemo regenerisati funkciju organa ili oštećenog tkiva. Tako da ste na kraju tretmana isti kao što ste bili na početku.

Veoma malo dobrih ideja - ako se slažete da je ovo dobra ideja- veoma malo dobrih ideja je zaista inovativno. I ovo je isto. Ako pogledate unazad kroz istoriju, Čarls Lindberg koji je bio poznat po letenju avionima je, u stvari bio jedan od prvih ljudi, zajedno sa Aleksis Karnel-om, jednim od Nobelovih laureata od Rokfelera, koji su počeli da razmišljaju o mogućnosti uzgajaja organa. I objavili su ovu knjigu 1937., u kojoj su počeli da razmišljaju o tome šta bi se moglo uraditi u bio-reaktorima da bi se uzgajili celi organi? Od tada smo prešli dugačak put. Podeliću sa vama nešto od uzbudljivog rada koji se odvija.

Ali pre toga, ono što bih želeo da uradim je da sa vama podelim moju tugu u vezi sa sistemom zdravstvene zaštite i potrebe za njim. Mnogi govori juče su pričali o popravljanju kvaliteta života i smanjenju siromaštva. I suštinski o produženju životnog veka svuda na svetu. Jedan od izazova je da što smo bogatiji, duže živimo. I što duže živimo, to je skuplje da se lečimo kako starimo.

To je jednostavno bogatstvo zemlje naspram procenta stanovništva preko 65 godina. I u stvari vidite da što je zemlja bogatija, to su ljudi u njoj stariji. Zašto je to važno? I zašto je to sada posebno dramatičan izazov? Ako je prosečna starost našeg stanovništva 30, onda je prosečna vrsta bolesti koju treba lečiti možda polomljen zglob s vremena na vreme, možda malo astme. Ako je prosečna starost stanovništva 45 do 55, sada prosečnu osobu čekaju dijabetes, pred-dijabetes, otkazivanje srca, bolest koronarnih arterija. Stvari koje se mnogo teže leče, i koje je skuplje lečiti.

Samo pogledajte demografiju SAD-a. Ovo je iz "Sjedinjenih američkih država". 1930. je bio 41 radnik po penzioneru. 41 čovek koji nije bio bolestan, i koji je plaćao za jednog penzionera koji je bolovao od onesposobljavajuće bolesti. U 2010. ima dva radnika po penzioneru u SAD-u. I to je tako u svakoj industrijalizovanoj, bogatoj zemlji na svetu. Kako možemo zaista da priuštimo da lečimo pacijente, kada ovako izgleda realnost starenja?

Ovo je starost naspram troškova zdravstvene nege. I može se videti da upravo oko 45. godine, od 40. do 45., nastaje iznenadni porast troškova zdravstvene nege. U stvari je veoma interesantno - ako uradite prave studije, možete videti koliko vi, kao individua, trošite na sopstveno zdravstveno osiguranje, tokom vašeg životnog veka. I sedam godina pre vaše smrti dešava se nagli porast. I možete u stvari - nećemo ulaziti u to.

Ima malo stvari, vrlo malo stvari koje stvarno možete uraditi koje će promeniti način na koji se tretiraju ove bolesti i iskusiti ono što bih ja nazvao, zdravo starenje. Predložio bih da postoje četiri stvari. I nijedna od njih ne uključuje sistem osiguranja ili pravni sistem. Sve što te stvari rade je menjaju ko plaća. One zapravo ne menjaju cenu lečenja.

Jedna stvar koju mozete uraditi je da se ne lečite. Možete podeliti zdravstvenu negu. O tome nećemo dalje pričati.Suviše je deprimirajuće. Možete vršiti prevenciju. Očigledno dosta novca treba uložiti u prevenciju.

Ali možda najinteresantnije, za mene bar, i najvažnije, je ideja o uspostavljanju dijagnoze bolesti u početnom stadijumu, a onda lečenju bolesti da bi se bolest potpuno izlečila, umesto lečenja simptoma. Razmišljajte o tome na primeru dijabetesa. Šta danas radimo sa dijabetesom? Dijagnoziramo bolest tek kada se ispolje simptomi, a onda lečimo simptome 10, 20, 30, 40 godina. I to radimo dobro. Insulin je prilično dobra terapija. Ali to na kraju prestane da deluje i dijabetes vodi predvidljivom početku onesposobljavajuće bolesti.

Zašto ne bismo mogli ubrizgati u pankreas nešto što bi regenerisalo pankreas na početku bolesti možda još pre nego što se ispolje simptomi? I možda bi to bilo malo skuplje u vreme kada bismo ga radili, ali ako bi uspelo, mogli bismo stvarno da uradimo nešto drugačije.

Mislim da ovaj video, prilično dramatično prenosi koncept o kome pričam . Ovo je gušter, kome ponovo raste noga. Ako gušter može to da uradi zašto mi ne možemo? Pokazaću vam, u stvari, neke važnije odlike regeneracije uda za koji trenutak. Ali ono o čemu pričamo u regenerativnoj medicini je da ovo uradimo u svakom sistemu organa u telu, za tkiva i same organe. Tako da je današnja stvarnost ako se razbolimo, poruka je da će nam lečiti simptome, i mi ćemo se morati navići na nov način života.

Zaintrigiraću vas sa činjenicom da ćemo sutra - a kada je sutra, o tome možemo diskutovati, ali je u doglednoj budućnosti - razgovarati o regenerativnoj rehabilitaciji. Ovde je proteza za nogu, slična onoj koju vojnik koji je došao iz Iraka... ima 370 vojnika koji su došli iz Iraka bez udova. Zamislite da umesto da se suočavaju sa tim, oni mogu, u stvari da se suoče sa regeneracijom uda. To je neverovatan pojam. Pokazaću vam gde se trenutno nalazimo sa radom na tom pojmu.

Ali to se može primeniti, ponavljam, na svaki sistem organa. Kako to možemo da uradimo? Način da to uradimo je da razvijemo komunikaciju sa telom. Moramo naučiti da pričamo jezik tela. I da uključimo procese koje smo znali kako da radimo kada smo bili fetusi. Ako fetus sisara izgubi ud tokom prvog tromesečja trudnoće, ponovo će mu izrasti. Tako da naša DNK ima kapacitet da aktivira te mehanizme lečenja rana. To je prirodan proces, ali nestaje kako starimo. Ako dete starosti oko šest meseci izgubi vrh prsta u nesreći, ponovo će mu izrasti taj vrh prsta. To više neće moći da urade kada budu imali pet godina.

Tako, da bi se upustili u tu konverzaciju sa telom, moramo da govorimo jezik tela. I ima načina koji nam omogućavaju da to radimo danas. Daću vam primer tri takva načina putem kojih možemo pričati sa telom.

Prvi je ćelijska terapija. Jasno je da se lečimo kroz prirodan proces, koristeći ćelije da urade većinu posla. Tako da, ako možemo da pronađemo prave ćelije i ugradimo ih u telo, one mogu lečiti. Drugo, možemo koristiti materijale. Juče smo slušali o važnosti novih materijala. Ako možemo izmisliti nove materijale, dizajnirati ih, ili ih izvući iz prirodne sredine, onda bi ti materijali mogli biti u stanju da nateraju telo da se samo leči. I na kraju, možemo biti u stanju da koristimo pametne sprave koje bi rasteretile telo i omogućile mu da se samo izleči.

Pokazaću vam primer svake od njih, i počeću sa materijalima. Stiv Bedilak, sa Pitsburškog univerziteta je, pre 10 godina imao neverovatnu ideju. I ta ideja je bila da tanko crevo svinje, ako bacite sve ćelije, i to uradite na način koji mu omogućava da ostane biološki aktivno, može sadržati sve neophodne faktore i signale koji bi signaliziral telu da se samo izleči. I on je postavio vrlo važno pitanje. On je postavio pitanje, "Ako uzmem materijal koji je prirodan i koji obično izaziva zarastanje rana u tankom crevu, i stavim ga na naki drugi deo tela osobe, da li ću dobiti odgovor specifičan za to tkivo, ili će napraviti tanko crevo ako ja pokušam da napravim uvo?"

Ne bih vam pričao ovu priču da nije ubedljiva. Ova slika koju ću vam pokazati - je ubedljiva slika. Međutim, za one koji su makar malkice gadljivi - iako možda ne želite to da priznate pred prijateljima - svetla su ugašena. Ovo je dobro vreme da gledate u vaša stopala, pogledajte u vaš telefon, uradite bilo šta samo ne gledajte u ekran.

Ono što ću vam pokazati je čir kod dijabetičara. I iako je dobro smejati se pre nego što pogledamo ovo. Ovo je stvarnost dijabetesa. Mislim da često kada slušamo o dijabetičarima i njihovim čirevima, mi jednostavno ne povezujemo čir sa eventualnim lečenjem, a to je amputacija, ako ga ne možete izlečiti. Sada ću pokazati slajd. Neće biti dugo. To je čir kod dijabetičara. Tragično. Tretman za njega je amputacija. Ovo je starija žena. Ona ima rak jetre kao i dijabetes i odlučila je da umre sa onim što je ostalo od njenog tela.

Posle godinu dana neuspešne terapije tog čira, ona je odlučila da će probati novu terapiju koju je Stiv izmislio. Ovo je kako je rana izgledala 11 nedelja kasnije. Ovaj materijal je sadržao samo prirodne signale. I on je naveo telo da ponovo uključi mehanizam lečenja koji ranije nije imao.

Biće još nekoliko neprijatnih slajdova za one od vas - rećiću vam kada možete ponovo da gledate. Ovo je konj. Njega ništa ne boli. Da ga nešto boli, ne bih vam pokazao ovaj slajd. Konj samo ima još jednu nozdrvu koja se razvila zbog nezgode na jahanju. Samo nekoliko nedelja posle lečenja - u ovom slučaju uzimanja i pretvaranja materijala u gel, i pakovanja te oblasti i onda ponavljanja tretmana nekoliko puta - i konj je ozdravio. I ako bismo obavili ultrazvuk te oblasti, ona bi izgledala sjajno.

Ovde je delfin kome je ponovo pričvršćeno peraje Ima 400,000 pacijenata širom sveta koji su koristili taj materijal da izleče svoje rane. Da li možete regenerisati ud? DARPA (Agencija za napredne programe odbrane) je dala Stivu 15 miliona dolara da vodi projekat koji obuhvata 8 institucija, da bi počeo proces postavljanja tog pitanja.

I pokazaću vam sliku od 15 miliona dolara. Ovo je sedamdesetosmogodišnji čovek koji je izgubio vrh prsta. Setite se da sam ranije pominjao decu koja izgube vrh prsta. Ovo je kako izgleda posle lečenja. Ovo se dešava danas. Ovo je danas klinički relevantno. Postoje materijali koji to rade. Postoje materijali koji se ugrade u srce operacijom i regenerišu ga.

Ali da li bismo mogi ići malo dalje? Da li bismo, recimo, umesto da koristimo materijal, mogli uzeti neke ćelije zajedno sa materijalom i otkloniti oštećene delove tkiva i tamo staviti biorazgradljiv materijal? Ovde možemo videti mali deo srčanog mišića kakoi kuca u posudi. Ovo je uradio Teruo Okano u Tokijskoj ženskoj bolnici. On može stvarno da napravi tkivo koje kuca u posudi. On ohladi posudu, ona promeni svoja svojstva i on ga oguli pravo iz posude. To je kul stvar.

Sada ću vam pokazati regeneraciju na bazi ćelija. I ono što ću vam ovde pokazati su matične ćelije koje se vade iz kuka pacijenta. Ponovo, ako ste gadljivi, ne želite da gledate. Ali ova je nekako kul. Ovo je bajpas operacija, ista kao ona koju je imao Al Gor, sa razlikom. U ovom slučaju, na kraju operacije, videćete matične ćelije pacijenta koje su izvađene na početku ovog postupka kako se ubrizgavaju u srce pacijenta. I ja ovde stojim jer ću vam u jednom trenutku pokazati koliko je ova tehnologija, zapravo, u začetku. Evo idu matične ćelije, pravo u lupajuće srce pacijenta. I ako pogledate zaista pažljivo, biće to otprilike u ovom momentu videćete kako se vraćaju. Videćete kako ćelije izlaze napolje. Potrebne su nam razne vrste novih tehnologija i sprava, da bi ćelije stigle na pravo mesto u pravo vreme.

Samo malo podataka, veoma malo podataka. Ovo je bilo ispitivanje na slučajnom uzorku. To je bio N od 20. Sada je N od 100. U suštini, ako uzmete izuzetno bolesnog pacijenta i ugradite mu bajpas, biće mu malo bolje. Ako mu date i matične ćelije sa njim, za ove određene pacijente, simptomi nestaju. Ovo je posle 2 godine. Najbolje bi bilo kada bi dijagnostifikovali bolest rano i sprečili njen napredak do lošeg stadijuma.

Ovo je ista procedura, ali sada urađena minimalno invazivno sa samo tri rupe u telu, gde uzimaju srce i ubrizgavaju matične ćelije kroz laparoskopsku proceduru. Evo idu ćelije. Nemamo vremena da ulazimo u sve ove detalje, ali, u osnovi, i ovo funkcioniše. Možemo uzeti manje bolesne pacijente i vratiti ih u stanje koje je skoro bez simptoma kroz ovu vrstu terapije.

Evo još jednog primera terapije matičnim ćelijama koja još uvek nije klinička, ali mislim da će uskoro biti. Ovo je rad Kejsi Mare iz Pitsburga, zajedno sa brojnim kolegama iz celog sveta. Oni su odlučili da tečnost od liposukcije, koje imamo mnogo u Sjedinjenim državama. Odličan je izvor matičnih ćelija. Tečnost od liposukcije je prepuna matičnih ćelija. Mozete doći i uraditi liposukciju stomaka. Tečnost od liposukcije izlazi napolje, i u ovom slučaju, matične ćelije su izolovane i pretvorene u neurone. Sve se radi u laboratoriji. I mislim da ćete prilično skoro videti pacijente koji se leče na ovaj način sa sopstvenim matičnim ćelijama iz masnog tkiva.

Prethodno sam pričao o korišćenju sprava koje bi dramatično promenile način na koji lečimo bolest. Evo još jednog primera pre nego što završim. Ovo je jednako tragično. Imamo veoma trajno i srceparajuće partnerstvo sa našim kolegama sa Instituta za hiruško istraživanje pri vojsci SAD-a, koji moraju sada da leče 11 000 mladića koji su se vratili iz Iraka.¼ Mnogi od njih imaju ozbiljne opekotine.

I ako smo nešto naučili o opekotinama, onda je to da ne znamo kako da ih lečimo. Sve što radimo je u suštini, presađivanje. Napravimo nešto ovde, i onda ga presadimo na mesto rane i potrudimo se da se primi. U ovom slučaju je dizajniran novi bioreaktor koji možete da nosite - kasnije ove godine treba da prođe kroz klinička testiranja na ISR-u - koga je napravio Jorg Gerlak u Pitsburgu. I taj bioreaktor će biti postavljen u ranu. Pištolj koji vidite prska ćelije. To će poprskati ćelije po ovoj oblasti. Reaktor će služiti tome da oploditi okolinu, da istovremeno isporuči i druge stvari i tako ćemo zasaditi travnjak, umesto da ga presađujemo. To je potpuno novi način da se to radi.

Dakle, mojih osamnaest minuta je isteklo. Dozvolite mi da završim sa nekim dobrim vestima i možda malo loših vesti. Dobra vest je da se ovo dešava danas. To je vrlo moćan rad. Jasno je da slike to prenose. Neverovatno je teško jer je jako interdisciplinarno. Skoro svaka oblast naučnog inženjeringa i kliničke prakse je uključena u pokušaj da se ovo izvede.

Puno vlada i puno regiona je priznalo da je ovo nov način za lečenje bolesti. Japanska vlada je možda bila prva, kada je odlučila da uloži prvo 3 milijarde, zatim još dve milijarde u ovo polje. Nije slučajnost. Japan je najstarija zemlja na svetu po prosečnoj starosti stanovništva. Njima je potrebno da ovo uspe ili će im zdravstveni sistem umreti. Tako da ulažu u puno strateških investicija koje se usredsređuju na ovu oblast. Evropska unija, ista stvar. Kina, ista stvar. Kina je upravo lansirala nacionalni centar za inženjering tkiva. Budžet za prvu godinu je 250 miliona dolara.

U SAD-u smo imali nešto drugačiji pristup. Mi - o, da je samo Al Gor predsednik u stvarnom svetu. Mi smo imali drugačiji pristup. I pristup je bio da finansiramo stvari kako su nailazile. Ali nije bilo strateških investicija da bi se sve potrebne stvari korisno primenile i usmerile na pažljiv način.

I završiću citatom, mozda malo niskim udarcem, direktora NIH-a (Nacionalni institut za zdravlje SAD-a) koji je veoma šarmantan čovek. Ja i Džej Vakanti sa Harvarda smo otišli da posetimo njega i nekoliko njegovih direktora sa instituta pre samo nekoliko meseci, da pokušamo da ga ubedimo da je vreme da uzme samo mali deo od tih 27,5 milijardi dolara koje će dobiti sledeće godine i usmeri ih, na strateški način, da obezbedi da možemo da ubrzamo korak kojim te stvari dolaze do pacijenata. I na kraju vrlo mrzovoljnog sastanka, ono što je direktor NIH-a rekao je, "Vaša vizija je veća od našeg apetita." Završiću sa rečima da niko neće promeniti našu viziju, ali zajedno možemo promeniti njegov apetit.