Dializa to metoda usuwania z organizmu wody i produktów przemiany metabolizmu, z którymi nie mogą poradzić sobie niefunkcjonalne nerki. Jest to proces długotrwały i męczący, a jedyną szansą, by się od niego uwolnić jest przeszczep żywego narządu, co w większości przypadków zapewnia znaczną poprawę jakości życia. Ale organów do transplantacji wciąż brakuje, a nie da się ich ot tak wyhodować “na żądanie”, mimo ogromnych postępów w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.
Czytaj też: Ludzkie nerki w świńskich zarodkach? Oto przyszłość transplantologii, na którą czekały miliony
Naukowcy z University of California w San Francisco (UCSF) pracują nad nowym podejściem do leczenia niewydolności nerek, które pewnego dnia może zaoferować nową alternatywę obok transplantacji i dializ. Po raz pierwszy w historii udało się wykazać, że komórki nerkowe umieszczone w wszczepialnym bioreaktorze, mogą przetrwać w ciele świni i naśladować kilka ważnych funkcji pełnoprawnych nerek. Urządzenie działa cicho w tle (podobnie jak rozrusznik serca) i nie wywołuje reakcji odpornościowej organizmu biorcy. Ten przełom opisano w czasopiśmie Nature Communications.
Sztuczne nerki coraz bliżej
Stworzenie sztucznej nerki od lat jest ogromnym wyzwaniem nie tylko dla nefrologów, ale także transplantologów. Celem Kidney Project jest stworzenie funkcjonalnego bioreaktora, wypełnionego różnymi komórkami nerek, które pełnią ważne funkcje, m.in. utrzymanie równowagi płynów w organizmie czy uwalnianie hormonów w celu regulacji ciśnienia krwi. Takie urządzenie może sprawić, że leczenie chorób nerek będzie skuteczniejsze i znacznie łatwiejsze.
Czytaj też: Nerki z laboratorium? Jesteśmy krok bliżej od realizacji tego celu
Obecnie w Polsce jest dializowanych rocznie ok. 20 tys. osób, a w Stanach Zjednoczonych ponad 500 tys. Wiele z nich stara się o przeszczep nerki, ale nowego organu nie można otrzymać “na żądanie”, plus w grę wchodzą także kwestie związane z kompatybilnością na lini dawca-biorca. Wszczepialna sztuczna nerka byłaby prawdziwym dobrodziejstwem.
Prof. Shuvo Roy z UCSF School of Pharmacy mówi:
Skupiamy się na bezpiecznym odtworzeniu kluczowych funkcji nerki. Sztuczna nerka sprawi, że leczenie chorób nerek będzie skuteczniejsze, wygodniejsze, a także lepiej tolerowane.
Uczeni zaprojektowali bioreaktor tak, aby łączył się bezpośrednio z naczyniami krwionośnymi, umożliwiając przepływ składników odżywczych i tlenu – podobnie jak przeszczepiona “żywa” nerka. Kluczową rolę odgrywają tu tzw. komórki kanalika proksymalnego, które regulują poziom wody i soli. W poprzednich badaniach wykorzystywano te komórki do pomocy pacjentom dializowanym na oddziale intensywnej terapii, co przyniosło pozytywne rezultaty ratujące życie.
Sztuczna nerka opracowana w ramach Kidney Project została już przetestowana na świniach. Naukowcy śledzili zachowanie biorców przez siedem dni po przeszczepie – sztuczny organ radził sobie znakomicie, a komórki kanalika proksymalnego bezbłędnie spełniały swoją rolę. Następnym krokiem będzie uzyskanie zgody FDA na miesięczne testy na zwierzętach, a ostatecznie także na ludziach.
Prof. Shuvo Roy podsumowuje:
Musieliśmy udowodnić, że funkcjonalny bioreaktor nie będzie wymagał podawania leków immunosupresyjnych i udało się to nam. Nie odnotowaliśmy żadnych komplikacji i możemy teraz planować kolejne kroki, które doprowadzą nas do upragnionego celu – pomocy osobom, których nerki nie działają we właściwy sposób.