A “Lehetséges-e vesét növeszteni?” kérdésre az egyszerű válasz: “Igen”, mert Dr. Marc Hammerman és kollégája, Sharon Rogers, MS, már megtették – és nagyobb sikerrel, mint bármely más kutató a világon.
A komplexebb válasz az “Igen”-nel kezdődik, majd egy 1996-ban kezdődött kutatói útról szól, amikor Hammerman és Rogers ugyanezt a kérdést tette fel magának. Hammerman a Washington University School of Medicine és a Barnes-Jewish Hospital veseosztályának igazgatója. Rogers az osztályon belül az orvostudomány kutatási oktatója.
“Thomas Edison a zsenialitást úgy határozta meg, hogy 1 százalék az ihlet és 99 százalék a verejték” – mondja Hammerman. “A mi inspirációnk akkor jött, amikor felvetettük, hogy új szerveket, veséket és endokrin hasnyálmirigyet növesztünk átültetett sertés embrionális szervprimordiumokat használva kiindulási anyagként. Kutatásunk izzadságfázisában vagyunk már 17 éve, miközben azon dolgoztunk, hogy bebizonyítsuk, hogy ez megvalósítható.”
Hammerman vezető szerepet tölt be az organogenezis feltörekvő területén, amely új szervek növesztésére összpontosít olyan állatokból származó embrionális sejtcsomók felhasználásával, mint a sertés. A klasztereket szervprimordiumoknak nevezik. Az őssejtekkel ellentétben a szervprimordiumok nem tudnak semmilyen sejttípussá fejlődni. Inkább arra vannak rögzítve, hogy egy adott sejttípussá vagy a szervet alkotó sejttípusok egyikévé váljanak.
Egy bonyolult szerv növesztése
“A vese növesztésének kihívása az, hogy ez egy nagyon bonyolult szerv; a vese működéséhez több száz különböző sejttípusra van szükség, és ezeknek pontosan a megfelelő konfigurációban kell összeállniuk” – mondja Hammerman. “Ez egy olyan kihívás, amelyet senki sem tudott megközelíteni embrionális őssejtekkel, mert az összerakási folyamat annyira bonyolult, hogy nem tudjuk, hogyan irányítsuk.”
Hammerman és Rogers technikájának zsenialitása abban rejlik, hogy a patkányokba átültetett sertés embrionális vese primordiumok már tudják, hogyan rakják össze magukat. Ráadásul a kutatók felfedezték, hogy miután átültették a gazdaszervezetbe, a primordiumok magukhoz vonzzák a szerv működéséhez szükséges vérereket. Ami azonban szabadalmaztatott megközelítésüket igazán egyedivé teszi, az az, hogy képesek tökéletes, vizeletet kiválasztó vesét létrehozni, ami más kutatóknak nem sikerült hasonló sikerrel.”
“Ezt úgy érjük el, hogy nem csak az embrionális vesét, hanem azt a részt is átültetjük, amely a húgyvezetékké differenciálódik. Amint ez kifejlődik, sebészi úton összekötjük az átültetett húgyvezetéket a gazdaszervezet húgyvezetékével” – mondja Hammerman. “Mindezek az eljárások rendkívül fáradságosak, és az alig látható szervek finom mikrosebészeti beavatkozásával járnak.”
Más kutatócsoportok hasonló eredményekkel reprodukálták ezt az eljárást, de nem törekedtek a technika tökéletesítésére. Hammerman szerint ennek az az oka, hogy egész egyszerűen az, amit ők csinálnak, rendkívül bonyolult.
“Kitalálni egy embrionális vese átültetésének koncepcióját, és azt gondolni, hogy az vaszkularizálódhat és tökéletes vesévé differenciálódhat – ez egy figyelemre méltó ötlet” – mondja. “De egy bizonyos ponton a lehetőségnek valósággá kell válnia. És ez nehéz. Egy tudományos folyamat minden olyan lépése, amely az embereken való alkalmazáshoz vezet, nehéz. Egy ötlet megszületése a legnehezebb lépés, de ez inkább egy kreatív törekvés. A következő lépések rengeteg kemény munkával járnak – rengeteg probléma megoldásával, amelyek közül némelyikre számíthatunk, némelyik meglepő, és amelyek csak ahhoz szükségesek, hogy a technológia eljusson oda, ahol klinikai eszközként hasznos lehet.”
Bár az a pont, amikor a sertésvese őssejtjeit átültetik emberbe, hogy új veséket növesszenek, még évekre van, a technika már odáig fejlődött, hogy a patkányokban növesztett új vesék lehetővé tették, hogy az állatok hét-nyolc napig éljenek az eredeti vesék eltávolítása után.
“A következő lépés a sertésvese őssejtjeinek főemlősökbe történő átültetése lesz. Ezt azonban addig nem fogjuk megtenni, amíg nem dolgozunk ki egy olyan immunszuppressziós kezelést, amely lehetővé teszi a vese növekedését és differenciálódását, és ennek az új vesének hosszabb ideig életben kell tartania az állatot” – mondja Hammerman.
A hasnyálmirigy átültetése
A főemlősökre való áttérés már megvalósult Hammerman és Rogers munkájával, amely sertés embrionális hasnyálmirigy átültetésével foglalkozik, mint az 1-es és 2-es típusú cukorbetegség emberi kezelésének eszközével.
“Amikor a hasnyálmirigy primordiumait átültetjük főemlősökbe, azok béta-sejtekké differenciálódnak, amelyek aztán elszaporodnak a gazdaszervezetben” – magyarázza Hammerman. “Cukorbeteg patkányoknál meg tudjuk gyógyítani a cukorbetegséget, és egy cukorbeteg primátusnál elég sokat javíthatunk a glükózintolerancián, bár a cukorbetegséget még nem tudtuk hosszú távon teljesen meggyógyítani; egy-két hónapon belül a primátusnak inzulinra van szüksége. Addig nem gondolkodunk azon, hogy az FDA engedélyét kérjük az emberi vizsgálatokhoz, amíg nem tudjuk legalább hat hónapig inzulinmentessé tenni a diabéteszes főemlősöket.”
Hammerman soha nem tartotta magát türelmes embernek, amíg el nem kezdte munkáját az organogenezisben, de ez a tulajdonsága és úttörő szelleme szükséges tulajdonságnak bizonyul a területen való munkához. “Gyakran előfordul, hogy amikor az ember tudományos munkát végez, a szakirodalomban talál valakit, aki a sajátjához hasonló problémával szembesült, és előállt annak megoldásával” – mondja Hammerman. “Nálunk ez nem így van. Mi új utakon járunk, ami azt jelenti, hogy sok a próbálkozás és a tévedés. Maguk a kísérletek időigényesek. Egy patkányban 120 napig tart egy sertésvese növesztése, mert ennyi ideig tart egy sertésben. Tehát négy hónap telik el, mire megtudjuk, hogy egy kísérlet bevált-e vagy sem.”
Megéri az időt és a fáradságot a vese és a hasnyálmirigy növesztése? Hammerman válasza határozott igen.”
“Évente körülbelül 10 000 vese válik elérhetővé a végstádiumú vesebetegségben szenvedő betegeknek történő átültetéshez” – mondja. “De a veseátültetésre váró várólisták akár a 100 000 főt is elérhetik. A legtöbb beteg belehal a betegségbe, mielőtt a szerv rendelkezésre állna. És ha mindkét típusú cukorbetegségre ki tudnánk fejleszteni egy transzplantációs gyógymódot, az emberek tízmillióinak javára válna. Meggyőződésem, hogy az új szervek növesztésén alapuló terápiák a 21. század közepére az általános orvosi gyakorlat részévé válnak.”