Ξαναχτίσαμε το ανθρώπινο σώμα

Ολοι οι δρόμοι την τελευταία δεκαετία οδηγούν στην αναγεννητική ιατρική, στην αναγέννηση του ανθρώπου όταν το σώμα του τον προδίδει. Τα βλαστοκύτταρα, η κλωνοποίηση ανθρωπίνων κυττάρων, οι μεταμοσχεύσεις προσώπου, τα όργανα που «ψήνονται» σε επιστημονικούς… φούρνους αλλά και η εκτύπωση ιστών και οργάνων αποτελούν τη «σκαλωσιά» του νέου… επιδιορθωμένου εαυτού μας.

Μεταμοσχεύσεις προσώπου

Η πρώτη ασθενής που υπεβλήθη σε μερική μεταμόσχευση προσώπου Ιζαμπέλ Ντινουάρ

Επί δεκαετίες οι ειδικοί μεταμοσχεύουν όργανα όπως η καρδιά, οι νεφροί, το ήπαρ ή οι πνεύμονες. Ωστόσο η μεταμόσχευση προσώπου αποτελούσε έναν εν πολλοίς άγνωστο (και άπιαστο) τόπο για τους επιστήμονες –ως το 2005. Τότε ήταν που στη Γαλλία διεξήχθη η πρώτη μερική μεταμόσχευση προσώπου στην 38χρονη τότε Ιζαμπέλ Ντινουάρ, η οποία υπέστη σοβαρές βλάβες όταν δαγκώθηκε από τον σκύλο της. Δότρια της καινούργιας μύτης, χειλιών, σαγονιού και μέρους των παρειών ήταν μια 46χρονη. Μάλιστα 18 μήνες μετά την επέμβαση η ασθενής δήλωνε άκρως ευχαριστημένη από το καινούργιο της πρόσωπο (παρά τις δυσκολίες στις οποίες μεταφράζονταν τα ανοσοκατασταλτικά φάρμακα που πρέπει να λαμβάνει εφ’ όρου ζωής). Ακολούθησαν και άλλες επιτυχημένες μερικές μεταμοσχεύσεις προσώπου και στις δύο πλευρές του Ατλαντικού ως τον Μάρτιο του 2010, οπότε στη Βαρκελώνη γράφτηκε ένα νέο σημαντικό κεφάλαιο του πεδίου με την πρώτη ολική μεταμόσχευση προσώπου. Ενας ισπανός αγρότης, ο Οσκαρ, ο οποίος δεν ήταν σε θέση ούτε καν να αναπνεύσει μόνος του έπειτα από αυτοπυροβολισμό στο πρόσωπο, υπεβλήθη σε 24ωρη επέμβαση από μεγάλη ιατρική ομάδα. Οι γιατροί τοποθέτησαν ένα ολόκληρο καινούργιο πρόσωπο δότη –συμπεριλαμβανομένων της σιαγόνας, της μύτης, των ζυγωματικών, των δοντιών, των μυών και των βλεφάρων –σαν… μάσκα επάνω στο πρόσωπο του Οσκαρ. Πλέον ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι με σοβαρές παραμορφώσεις και τραυματισμούς αντικρίζουν με νέο (κυριολεκτικώς) πρόσωπο τη ζωή χάρη στην επιστήμη.

Απογείωση στα βλαστοκύτταρα
Τα «ανήθικα»

Σίγουρα η δεκαετία που μας πέρασε ήταν σε μεγάλο βαθμό η δεκαετία των βλαστοκυττάρων, των πολυδύναμων αυτών κυττάρων του οργανισμού τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε πλήθος διαφορετικών ιστών του. Και μπορεί το «κεφάλαιο» βλαστοκύτταρα να άνοιξε ήδη από μελέτες της δεκαετίας του 1960, ωστόσο τα τελευταία χρόνια πολλές και διαφορετικές ομάδες στράφηκαν στα βλαστοκύτταρα των εμβρύων καθώς αυτά είναι τα πιο «εύπλαστα» του σώματος. Τα συγκεκριμένα όμως κύτταρα κατηγορήθηκαν ως «ανήθικα», δεδομένου ότι για τη λήψη τους απαιτείται η καταστροφή εμβρύων (με πρωτοστάτη τις ΗΠΑ, όπου η τότε κυβέρνηση του Τζορτζ Μπους του νεότερου απαγόρευσε κάθε είδους ομοσπονδιακή χρηματοδότηση στην έρευνα για τα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα), αν και οι αντιδρώντες εύλογα ανέφεραν ότι τα έμβρυα που χρησιμοποιούνταν προέρχονταν από κλινικές εξωσωματικής γονιμοποίησης και ούτως ή άλλως θα πετούνταν στον κάλαθο των αχρήστων. Ενα επιπλέον σοβαρό επιχείρημα υπέρ της χρήσης αυτών των κυττάρων «γεννήθηκε» το 2007, όταν ερευνητές της αμερικανικής εταιρείας βιοτεχνολογίας Advanced Cell Technology (πρωτοπόρου στο συγκεκριμένο πεδίο) ανακοίνωσαν ότι επέτυχαν να δημιουργήσουν αποικίες ανθρώπινων βλαστικών κυττάρων χωρίς να βλάψουν τα έμβρυα από τα οποία προήλθαν τα κύτταρα. Σε κάθε περίπτωση η απαγόρευση Μπους ανέκοψε σημαντικά την πορεία των πολλά υποσχόμενων αυτών ερευνών επί μακρόν –η αμερικανική… αποκατάσταση του κύρους των εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων ήλθε μόλις το 2009 από την κυβέρνηση Ομπάμα. Και τότε άρχισαν να φυτρώνουν σαν μανιτάρια επίσημες, εγκεκριμένες κλινικές δοκιμές των «αθώων» πλέον εμβρυϊκών βλαστοκυττάρων –αρχικώς για τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού (παρ’ ότι η συγκεκριμένη δοκιμή εγκαταλείφθηκε) αλλά και για εκφυλιστικές μορφές τύφλωσης (ξηράς μορφής εκφύλιση της ωχράς κηλίδος, καθώς και νόσος Stargard, μια σχετικώς σπάνια κληρονομική ασθένεια των οφθαλμών). Μάλιστα οι σχετικές δοκιμές για την τύφλωση –σε ΗΠΑ και Ευρώπη –έχουν μέχρι στιγμής δώσει άκρως θετικά αποτελέσματα «απενοχοποιώντας» τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα τα οποία τόσες φορές βρέθηκαν στο στόχαστρο (αν και πρέπει να παραδεχθούμε ότι δεν έχουν ακόμη δώσει τις «μαγικές» λύσεις που υπόσχονταν).

Τα «ηθικά»

Ενόσω ο «πόλεμος» σχετικά με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα μαινόταν, διαφορετικές ομάδες άρχισαν –και δικαίως –να αναζητούν τρόπους ώστε να δημιουργήσουν κύτταρα με τις ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών παρακάμπτοντας το μεγάλο εμπόδιο της καταστροφής εμβρύων. Και έτσι γεννήθηκαν τα κύτταρα iPS (induced pluripotent stem cells), τα οποία θεωρούνται ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα των τελευταίων χρόνων –τόσο ώστε να κατακτήσουν το Νομπέλ Ιατρικής το 2012. Τα κύτταρα αυτά πρωτογεννήθηκαν στο εργαστήριο από δύο διαφορετικές ομάδες το 2006 και το 2007 (το 2006 από κύτταρα ποντικών και το 2007 από ανθρώπινα κύτταρα σε σειρά πειραμάτων που διεξήγαγαν ο Σίνγια Γιαμανάκα από το Πανεπιστήμιο του Κιότο στην Ιαπωνία και ο Τζέιμς Τόμσον από το Πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν-Μάντισον). Μάλιστα ο καθηγητής Γιαμανάκα ήταν και ο «τυχερός» πατέρας των iPS που μοιράστηκε το Νομπέλ του 2012 με τον Τζον Γκέρντεν για την επιτυχία επαναπρογραμματισμού ώριμων κυττάρων ώστε να συμπεριφέρονται ως πολυδύναμα. Η «συνταγή» της επιτυχίας είναι η ακόλουθη: λαμβάνεται ενήλικο κύτταρο (π.χ., του δέρματος) και με την προσθήκη τεσσάρων γενετικών παραγόντων στο εργαστήριο αυτό… γυρνά πίσω στον χρόνο και αρχίζει να συμπεριφέρεται ως εμβρυϊκό βλαστικό με απεριόριστες δυνατότητες –στη συνέχεια μπορεί να καθοδηγηθεί προκειμένου να μετατραπεί σε διαφορετικούς ιστούς του οργανισμού. Τα iPS θεωρείται ότι έχουν ανοίξει τεράστιους νέους δρόμους στην αναγεννητική ιατρική καθώς υπόσχονται θεραπείες «κομμένες και ραμμένες» στα μέτρα του κάθε ασθενούς με βάση τα κύτταρά του, ακόμη και δημιουργία ιστών και οργάνων κατά παραγγελία. Βέβαια δεν έχουν ακόμη χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους καθώς περιβάλλονται από ανησυχίες για τη χρήση τους στον ανθρώπινο οργανισμό (ορατός είναι, π.χ., ο φόβος καρκινογένεσης). Ωστόσο είναι σίγουρα ένα «δυνατό χαρτί» για τους επιστήμονες στα χρόνια που έρχονται.

Kλωνοποίηση ανθρώπινων κυττάρων

O «πατέρας» της κλωνοποίησης ανθρώπινων κυττάρων δρ. Σουκράτ Μιταλίποφ

Ολοι θα θυμάστε την Ντόλι, τη διάσημη προβατίνα που μπορεί να είναι πλέον… μακαρίτισσα αλλά θα μείνει στη μνήμη ως το πιο γνωστό θηλαστικό του πλανήτη και αυτό διότι αποτελούσε προϊόν κλωνοποίησης (γεννήθηκε πριν από 17 χρόνια). Μετά τη γέννησή της υπήρξαν πολλές και διαφορετικές επιτυχημένες προσπάθειες κλωνοποίησης άλλων ζώων –από γάτες και σκύλους ως άλογα, χοίρους, ποντίκια, κουνέλια και λύκους (μάλιστα η κλωνοποίηση ζώων έχει πλέον ξεφύγει από τα όρια της επιστήμης και έχει αποκτήσει σε αρκετές περιπτώσεις εμπορική χροιά, καθώς διαφορετικές εταιρείες προσφέρουν κλωνοποίηση κατοικιδίων). Δεν ήταν όμως εξίσου επιτυχημένη η πορεία των ερευνών σε ό,τι αφορούσε την κλωνοποίηση κυττάρων του ανθρώπου με στόχο την προαγωγή της αναγεννητικής ιατρικής για τη θεραπεία ανίατων ασθενειών. Μάλιστα στο συγκεκριμένο πεδίο γράφτηκε και μία από τις μεγαλύτερες επιστημονικές απάτες: το 2004-2005 ο Γου Σουκ Χουάνγκ από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ έγινε διάσημος καθώς με δύο δημοσιεύσεις του στην επιθεώρηση «Science» ανέφερε ότι κατάφερε να δημιουργήσει ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα με την τεχνική της πυρηνικής μεταφοράς σωματικού κυττάρου (κοινώς με τη μέθοδο της… Ντόλι). Το 2006 όμως αποκαλύφθηκε ότι είχε παραποιήσει στοιχεία των μελετών του (η μόνη «πατρότητα» που ακόμη παραμένει δική του είναι εκείνη της κλωνοποίησης του πρώτου σκύλου, του Σνάπι, το 2005). Μέσα στο 2013 όμως το πολύπαθο πεδίο φάνηκε να παίρνει νέα πνοή όταν ομάδα από το Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστημών του Ορεγκον δημοσίευσε στην επιθεώρηση «Cell» μελέτη σύμφωνα με την οποία η κλωνοποίηση ανθρώπινων εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων μέσω της μεθόδου κλωνοποίησης που γέννησε την Ντόλι αποτελεί πλέον γεγονός. Οι ειδικοί με επικεφαλής τον δρα Σουκράτ Μιταλίποφ περιέγραψαν ότι μεταμόσχευσαν γενετικό υλικό ενός ενήλικου κυττάρου σε απύρηνο ωάριο και κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα έμβρυο μερικών ημερών, από το οποίο και εξήγαγαν ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, ικανά να μετατραπούν σε κύτταρα διαφορετικών ιστών του οργανισμού. Η εξέλιξη αυτή (αν όντως είναι αληθινή, καθώς υπήρξε αρκετός σκεπτικισμός) εκτιμάται ότι θα δώσει σημαντική ώθηση στην αναγεννητική ιατρική. Πάντως και οι δύο σημαντικότερες επιστημονικές επιθεωρήσεις, οι «Science» και «Nature», κάνουν στον απολογισμό του 2013 αναφορά στο συγκεκριμένο επίτευγμα αλλά και στον δρα Μιταλίποφ στον οποίον ανήκει.

3D ιστοί από… εκτύπωση
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές έχουν μετατραπεί στο αγαπημένο gadget ερασιτεχνών αλλά και εταιρειών που «ψεκάζουν» από καθημερινά αντικείμενα ως… οσονούπω φαγητά! Την ίδια στιγμή ολοένα και αυξάνεται το ενδιαφέρον χρήσης παρόμοιας τεχνολογίας για τη δημιουργία ιστών και οργάνων. Η λογική είναι απλή (και συνάμα πολύπλοκη): αντί για μελάνι τοποθετούμε στο μηχάνημα κύτταρα και αυτό τα ψεκάζει σε διαφορετικές στρώσεις ανάλογα με τον ιστό που επιθυμούμε να δημιουργήσουμε κάθε φορά. Με αυτή τη λογική σε εργαστήρια ανά τον κόσμο γίνονται προσπάθειες δημιουργίας χόνδρου, οστού, δέρματος, αιμοφόρων αγγείων, τμημάτων ηπατικού ιστού αλλά και άλλων ειδών ιστών. Για παράδειγμα, η Organovo, μια εταιρεία με έδρα στο Σαν Ντιέγκο, έχει δημιουργήσει με χρήση ενός βιοεκτυπωτή λωρίδες ηπατικού ιστού με πάχος περίπου 20 κυττάρων η καθεμιά οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για δοκιμές πειραματικών φαρμάκων. Διαφορετικά εργαστήρια πειραματίζονται επίσης με την εκτύπωση δερματικών κυττάρων αλλά και τμημάτων καρδιακού ιστού τα οποία κάποια ημέρα θα μπορούν να μεταμοσχεύονται σε σημεία όπου η καρδιά έχει υποστεί βλάβες έπειτα από καρδιακό επεισόδιο. Ειδικοί του Πανεπιστημίου του Τέξας έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για την εκτύπωση λιπώδους ιστού ο οποίος θα μπορέσει να χαρίσει μελλοντικά μικρά εμφυτεύματα για γυναίκες που έχουν υποβληθεί σε εκτομή όζου από τους μαστούς. Πριν από λίγες ημέρες ερευνητές του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ κατάφεραν να εκτυπώσουν νέα οφθαλμικά κύτταρα, επίτευγμα που ανοίγει τον δρόμο για την εκτύπωση τεχνητού ιστού ως μοσχεύματος, προερχομένου από ποικιλία κυττάρων του αμφιβληστροειδούς χιτώνα του ματιού και τελικώς για θεραπεία της τύφλωσης. Πρέπει πάντως να σημειωθεί ότι μπορεί η τρισδιάστατη (ιατρική) εκτύπωση να απογειώνεται, ωστόσο η δημιουργία ολόκληρων, πολύπλοκων οργάνων-«προϊόντων» του εκτυπωτή αποτελεί ένα δύσκολο και μακρόπνοο εγχείρημα. Η επόμενη δεκαετία θα δείξει (πόσα κύτταρα ψεκάζει ο εκτυπωτής)…

«Ανταλλακτικά» όργανα

Σημαντικές πρωτιές στις μεταμοσχεύσεις σε ανθρώπους οργάνων-«τέκνων» του εργαστηρίου έχουν καταγραφεί τα τελευταία δέκα χρόνια.

Το 2006 η ουροδόχος κύστη έγινε, σύμφωνα με δημοσίευση στην επιθεώρηση «The Lancet», το πρώτο όργανο σε παγκόσμιο επίπεδο το οποίο δημιουργήθηκε στο εργαστήριο με κύτταρα των ίδιων των ασθενών και στη συνέχεια μεταμοσχεύθηκε στο σώμα τους. Οι μεταμοσχεύσεις είχαν ήδη όμως διεξαχθεί αρκετά χρόνια νωρίτερα από ομάδα επιστημόνων του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής του Πανεπιστημίου Γουέικ Φόρεστ υπό τον δρα Αντονι Ατάλα και σήμερα τουλάχιστον 30 άνθρωποι ζουν με ένα τέτοιο όργανο «ψημένο» στο εργαστήριο και φτιαγμένο από τα κύτταρά τους.

Το 2008 μεταμοσχεύθηκε για πρώτη φορά σε μια γυναίκα από την Κολομβία, την Κλαούντια Καστίγιο, που έπασχε από χρόνια φυματίωση, μια νέα τραχεία (πρόκειται για τον αεραγωγό που επιτρέπει την είσοδο και την έξοδο του αέρα στους πνεύμονες και ο οποίος διακλαδίζεται στους δύο κύριους βρόγχους, έναν για κάθε πνεύμονα), φτιαγμένη από καλούπι πτωματικού δότη και «ντυμένη» με βλαστικά κύτταρα του μυελού των οστών της ίδιας της ασθενούς. Η μεταμόσχευση έγινε από τον καθηγητή Πάολο Μακιαρίνι στη Νοσοκομειακή Κλινική της Βαρκελώνης στην Ισπανία.

Το 2011 ο καθηγητής Μακιαρίνι μεταμόσχευσε για πρώτη φορά την πρώτη συνθετική τραχεία σε έναν 36χρονο ασθενή στη Σουηδία που έπασχε από προχωρημένο καρκίνο. Με την τεχνική αυτή καταργήθηκε ουσιαστικώς η ανάγκη χρήσης μοσχεύματος δότη αφού το «καλούπι» που ντύθηκε με κύτταρα του ίδιου του ασθενούς ήταν συνθετικό.

Το 2011 η ομάδα του δρος Ατάλα δημιούργησε ουρήθρα στο εργαστήριο. Οι ερευνητές αφαίρεσαν τμήμα ιστού με μέγεθος που δεν ξεπερνούσε εκείνο ενός γραμματοσήμου από την ουρήθρα ασθενών που είχαν υποστεί σοβαρούς τραυματισμούς και καλλιέργησαν τον ιστό σε ένα ειδικό «βιοκαλούπι» επί τέσσερις εβδομάδες. Στη συνέχεια «έψησαν» τον ιστό επί επτά ημέρες στους 37 βαθμούς Κελσίου. Λίγες εβδομάδες αργότερα η ουρήθρα ήταν έτοιμη για μεταμόσχευση –έχει μάλιστα ήδη μεταμοσχευθεί σε πέντε αγόρια με καλά αποτελέσματα.

Το 2012 ο καθηγητής Μακιαρίνι μεταμόσχευσε με επιτυχία σε δύο ασθενείς στη Ρωσία συνθετικά τμήματα του λάρυγγα.

Εκτός όμως από τις επιτυχείς μεταμοσχεύσεις (απλούστερων) οργάνων από το εργαστήριο σε ανθρώπους, διαφορετικές ερευνητικές ομάδες έχουν κάνει βήματα μέσα στην τελευταία χρονιά για τη δημιουργία πιο πολύπλοκων οργάνων που κάποια ημέρα ελπίζεται ότι θα σώσουν ζωές.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γιοκοχάμα χρησιμοποίησαν κύτταρα iPS και με την προσθήκη των κατάλληλων γονιδίων δημιούργησαν πρόδρομες δομές του ήπατος. Μεταμόσχευσαν τις δομές σε ποντίκια και αυτές ωρίμασαν αρχίζοντας να επιτελούν πολλές από τις λειτουργίες του φυσιολογικού ήπατος. Εκτιμάται πάντως ότι θα παρέλθουν τουλάχιστον 10 χρόνια προτού γίνει μεταμόσχευση ήπατος εργαστηρίου σε ασθενείς.

Ειδικοί από το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα μετέτρεψαν βλαστικά κύτταρα ποντικών σε βασικές δομές του έσω ωτός. Τα βλαστικά κύτταρα αναπτύχθηκαν σε επιθήλια του έσω ωτός –περιείχαν τριχωτά κύτταρα, υποστηρικτικά κύτταρα και νευρώνες –τα οποία ανιχνεύουν τον ήχο, τις κινήσεις του κεφαλιού και τη βαρύτητα.

Επιστήμονες του Ινστιτούτου Μοριακής Βιοτεχνολογίας στην Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών δημιούργησαν μίνι εγκεφάλους στο εργαστήριο από βλαστικά κύτταρα με χρήση ενός νέου τρισδιάστατου συστήματος καλλιέργειας κυττάρων. Οι μικροσκοπικοί εγκέφαλοι συνεχίζουν να ζουν σε έναν βιοαντιδραστήρα.

Εναν λειτουργικό νεφρό (με διάμετρο μόλις λίγων χιλιοστών) δημιούργησαν για πρώτη φορά στο εργαστήριο επιστήμονες από την Αυστραλία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα και επέτυχαν να τα διαφοροποιήσουν σε όλους τους τύπους κυττάρων που είναι απαραίτητοι για τη δημιουργία ενός νεφρού. Παραδέχονται πάντως ότι το να παραγάγουν τέτοιους αντίστοιχους νεφρούς σε… ανθρώπινο μέγεθος απαιτεί πολλή ακόμη δουλειά.

ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ