Transplantace bronchu získaného tkáňovým inženýrstvím

Trachea byla získaná od 51leté ženy, která zemřela na hemorrhagický iktus. Segment trachey o délce 7 cm byl nejprve zbaven všech buněk a jejich fragmentů (tzv. decelularizace). Bylo provedeno celkem 25 cyklů decelularizačních ošetření detergenty a výsledek byl prověřován imunocytochemicky. Ve stěně segmentu byla sledovávána například přítomnost proteinů MHC. Dokonale decelularizovaná trachea byla umístěna do bioreaktoru vyvinutého Birchallovým týmem. Vnitřní strana trachey byla osazena suspenzí epiteliálních buněk odebraných biopsií  pacientčina pravého bronchu a nosní mukózy. Vnější strana trachey byla osazena suspenzí chondrocytů nakultivovaných z mezenchymálních kmenových buněk získaných z pacientčiny kostní dřeně. Trachea s adherovanými buňkami se v bioreaktoru otáčela s frekvencí jedné otáčky za minutu. Tato mechanická zátěž byla důležitá pro vznik plně funkčního epitelu i růst chondrocytů. Navíc byla trachea do kultivačního média ponořena jen z poloviny, aby se její část neustále dostávala do  kontaktu se sterilním vzduchem bioreaktoru. Tím bylo zajištěno přizpůsobení nově vzniklého epitelu působení vzduchu. Uvnitř segmentu trachey bylo médium určené pro kultivaci epiteliálních buněk. Vnější část segmentu byla ponořena do odlišného média, jehož receptura je určena pro kultivace chondrocytů. Celá kultivace trvala 94 hodin. Takto připravený segment byl transplantován pacientce a nahradil její silně zúžený bronchus. Ihned po transplantaci byla obnovena ventilace levé plíce. Pacientka strávila dva dny po výkonu na jednotce intenzivní péče a desátý den byla propuštěna do domácího ošetřování.

Po operaci byla nemocná opakovaně vyšetřena bronchoskopií, byly jí provedeny serologické testy, krevní mikrocirkulace v bronchu byla opakovaně ověřena laser Dopplerovou technikou. Lékaři konstatují, že se funkce plic vrátila k normálu. Transplantovaný bronchus je při bronchoskopii prakticky neodlišitelný od původní okolní tkáně. Pacientka může vykonávat běžné činnosti - vyjde do schodů, stará se o děti. Ani čtyři měsíce po operaci nebyla prokázána tvorba protilátek proti tkáni transplantovaného segmentu trachey a laser Dopplerova technika potvrdila obnovenou mikrovaskularizaci na transplantovaném segmentu.

Předchozí pokusy nebyly příliš úspěšné

První allotransplantace trachey byla provedena v roce 1979 v Německu. Úspěch Birchallova týmu dokumentuje pokrok, jakého toto odvětví transplantační medicíny během posledních tří desetiletí dosáhlo, a obtíže, které muselo zdolat. Kratší anastomózy trachey (do šesti centimetrů) se obvykle řeší resekcí postižené části. V těchto případech se neuvažuje o náhradě odňaté tkáně. V případě delších anastomóz je ale náhrada nutná. Ve většině případů se to nedařilo. Výjimkou byla tracheální rekonstrukce u dítěte postiženého rozsáhlou kongenitální tracheální stenózou, která byla úspěšně provedená v roce 1996. V tomto případě byla použita trachea mrtvého dárce. První pokusy o tvorbu funkční trachey kultivací chondrocytů na biodegradovatelných materiálech (kyselina polyglykolová) z počátků devadesátých let skončily naprostým rozčarováním. Štěpy rychle degradovaly a neudržely si mechanické vlastnosti nezbytné pro správnou funkci trachey. Situace ostře kontrastovala např. s úspěchem tkáňového inženýrství při transplantacích močového měchýře získaného kultivací in vitro pacientům se spina bifida. Nejnovější pokroky v tkáňovém inženýrství trachey zatím neslibují, že by byly v dohledné době k dispozici náhrady získané kultivací buněk na umělohmotných podkladech (např. na porézním polypropylenu). I když se vědci snaží posílit migraci buněk na tyto podklady, například přídavky lyofilizovaného kolagenu, epitelializace vnitřních povrchů náhražky trachey na modelových zvířatech probíhá příliš pomalu.

Postup Birchallova týmu nabízí z této situace východisko. Za klíčový moment považují odborníci fakt, že došlo k revaskularizaci, protože bez toho by tak velký štěp podlehl nekróze. Nelze odhadnout, nakolik se na funkcích štěpu podílejí buňky, které byly dodány při kultivacích a nakolik do transplantovaného segmentu migrovaly buňky ze sousedních tkání. Proto mají některé autority výhrady k tomu, aby byl postup označen jednoznačně za plnou náhradu tkání získanou metodami tkáňového inženýrství.

Syntetická matrice by přinesla další možnosti

O komentář práce lékařů vedených Martinem A. Birchallem jsme požádali doc. Ing. Petra Dvořáka, Ph.D., přednostu Biologického ústavu LF MU Brno, významného českého odborníka, který se dlouhodobě věnuje problematice kmenových buněk. “V tomto případě se jedná o velmi pěkný příklad úspěšného léčebného použití orgánu vytvořeného tkáňovým inženýrstvím za použití antigenicity zbavené rádcovské matrice – trachey – a autologních, tedy vlastních buněk příjemce. Tým lékařů se tak vyhnul možných komplikací souvisejících s rejekcí orgánu v důsledku reakce imunitního systému příjemce. Podobných přístupů již bylo publikováno poměrně dost. V tomto konkrétním případě existovalo minimální riziko, získání chondrocytů z mezenchymálních buněk je poměrně snadné a bylo popsáno již před delší dobou. Podobné přístupy budou však vždy limitovány nedostatkem dárců. Do budoucna by bylo zajímavější použití syntetické matrice a neautologních buněk,” říká doc. Dvořák.

JaP, lon

Zdroj: