20 lipca 2006

Transplantologia – od praktyki do nauki – cz. II

Podstawowe wrodzone (tzw. innate immunity) mechanizmy obrony przed obcym antygenem, np. bakterią, wirusem czy pasożytem, a nawet cząsteczką nieorganiczną, to izolacja, degradacja i usunięcie. Typowym przykładem jest ropień. Niezdegradowane i nieusunięte cząsteczki nieorganiczne ulegają włóknistemu otorbieniu. W przypadku przeszczepu narządu czy komórek nie chcielibyśmy, aby uległy one izolacji. Powinny one bowiem funkcjonować w łączności z „gospodarzem”. Należy więc maksymalnie ograniczyć miejscową odpowiedź zapalną „gospodarza”. A więc wytworzyć jego tolerancję na antygeny przeszczepu. Badania doświadczalne, głównie na myszach i szczurach, pozwalają osiągnąć stan specyficznej tolerancji na antygeny dawcy. Niestety, nie można tego osiągnąć u osobników wysoko zorganizowanych. Ogrom wiedzy, który przyniosły nam badania doświadczalne nad tolerancją, znajduje jedynie niewielkie zastosowanie w medycynie praktycznej.
Nie neguje to wartości obserwacji pochodzących od zwierząt, a służących rozumieniu mechanizmów odrzucania. Dowiedzieliśmy się, że same martwe komórki przeszczepu lub ich fragmenty powodują odpowiedź „gospodarza”, niezależną od różnic genetycznych, tak jak dzieje się w zwykłej ranie. Wiemy, że komórki oddzielone od przeszczepu są transportowane do węzłów chłonnych, gdzie reakcja obronna rozpoczyna się już w pierwszych minutach po przeszczepieniu. Wreszcie – nowe obserwacje dotyczące tzw. heterologicznej odporności. Okazuje się, że np. zakażenie wirusem nosiciela alogenicznego przeszczepu może spowodować zniszczenie przeszczepu przez jego własne limfocyty. Dzieje się tak, ponieważ takie same struktury molekularne istnieją na komórkach przeszczepu, jak i na wirusie. Następuje atak „gospodarza” zarówno na wirusa, jak i komórki przeszczepu. Albo np. zjawisko tzw. proliferacji homeostatycznej. Obniżenie dawki leków immunosupresyjnych, co jest konieczne w przypadku ich cytotoksyczności, powoduje odbudowę populacji limfocytów pamięci dla antygenów dawcy i szybkie odrzucanie.
Co więc robić u człowieka? Badania w tym kierunku są, niestety, ograniczone. Z dość prozaicznych względów. Przemysł farmaceutyczny inwestuje ogromne sumy w badania produkowanych leków. Dominują one program badań. Finansowanie badań nad biologiczną immunosupresją pozostaje dla uniwersytetów. Jest to zwykle biedne źródło pieniędzy, nie tylko w Polsce.

Próby kliniczne wytwarzania tolerancji

Już na wstępie należy się wyjaśnienie, iż nie ma przełomu w problemie wytwarzania tolerancji na przeszczep narządowy u ludzi. Wszystkie wysiłki w tym kierunku to tzw. etycznie dozwolony eksperyment kliniczny. Ponieważ komórkami „gospodarza”, odpowiedzialnymi za atak
na przeszczep alogeniczny, są tzw. komórki prezentujące antygen i limfocyty T, główny wysiłek jest ukierunkowany na ich funkcjonalne zahamowanie lub usunięcie za pomocą przeciwciał monoklonalnych skierowanych przeciw antygenom CD28 i CD154 tzw. ko-stymulatorowym, antyCD52 na limfocytach B i komórkach hemopoetycznych czy też przeciw receptorowi interleukiny 2. Do tego dodaje się naświetlanie biorcy i podaje małe dawki leków immunosupresyjnych.
Zauważono, iż chorzy nosiciele przeszczepionego szpiku kostnego z powodu szpiczaka – nie odrzucają przeszczepu nerki od tego samego, co szpik dawcy. Tak więc tajemnica tkwi ciągle w rozpoznawaniu „obcości” przeszczepu przez nasze komórki odpornościowe. Należy obniżyć ich specyficzną reakcję na antygeny transplantacyjne dawcy.
Jedno z ostatnich osiągnięć, które pokazuje, że można liczyć na opracowanie metod obniżania reakcji biorcy specyficznie na antygeny dawcy, a jedynie nieznacznie na antygeny zakaźne, to próba, w której biorca otrzymał cyklofosfamid i surowicę antytymocytarną, naświetlenie grasicy oraz małą dawkę cyklosporyny, a następnie przeszczep komórek szpiku i nerkę od tego samego dawcy. Przeszczep przeżył już 4 lata bez leczenia.
Oczywiście, protokół ten ma charakter wstępny, ale daje nadzieję na przyszłość. U podstaw aktualnych projektów znajdują się ostatnio obserwacje pojawienia się u biorców, którzy nieagresywnie odrzucają przeszczep nerki, komórek regulacyjnych określonych symbolem CD25+4+. Ale okazuje się, że leki immunosupresyjne niszczą te komórki. A bez leków odrzucanie jest prawie natychmiastowe.

Przeszczepianie kończyn i twarzy

Dotychczas przeszczepiono na świecie 24 ręce. Ich sprawność funkcjonalna wynosi ok. 70% normalnej kończyny. Ale co najważniejsze, okazało się, że chociaż przeszczepiona kończyna ma dużą masę immunogennej skóry, potrzebna dawka leków immunosupresyjnych jest mniejsza niż po przeszczepie nerki czy serca. Wskazaniem do przeszczepienia ręki jest brak obu rąk lub jednej plus częściowa ślepota. Takich przypadków w krajach z dużą urazowością przemysłową jest wiele, nie wspominając o tych dotkniętych wojną. Przeszczepianie twarzy ma charakter doświadczalny. Zapotrzebowanie na tego rodzaju przeszczep nie jest częste, ale bezwzględne.

Co z przeszczepianiem tkanek i komórek?

Przeszczepianie skóry od innego osobnika w zasadzie nie istnieje. Wynika to z ogromnej immunogenności skóry z powodu obecności w niej komórek Langerhansa. Izolowane wysepki trzustkowe są przeszczepiane w sposób prawie rutynowy chorym z cukrzycą. Ograniczeniem jest tu liczba wysepek. Na jednego biorcę musi się złożyć 2-3 dawców. Hepatocyty są przeszczepiane w przypadkach defektów genetycznych metabolicznych, z dużym skutkiem. Przeszczepianie płodowych komórek nerwowych chorym z chorobą Parkinsona pozostaje w sferze badań.
Przeszczepianie komórek macierzystych

W chwili obecnej obraz sytuacji jest skrzywiony przez duże zainteresowanie firm farmaceutycznych i sensacyjne publikacje medialne. Wyniki badań na zwierzętach wskazują, że zawarte w szpiku komórki macierzyste mogą w hodowli dawać zaczątek różnych tkanek, w zależności od sztucznie stworzonego środowiska hormonalnego. Ale droga do kliniki jest jeszcze daleka. Wstrzykiwanie do niedokrwionego mięśnia sercowego czy tkanek kończyny komórek szpiku zawierających komórki macierzyste ma charakter doświadczalny, a efekty nie są jednoznaczne.

Biologia przeszczepów w Polsce

W przeszczepianiu klinicznym osiągnęliśmy w całym
„repertuarze” przeciętny poziom europejski. Natomiast
w badaniach klinicznych mechanizmów odrzucania i tolerancji jesteśmy generalnie daleko w tyle. Nie dotyczy to dwóch czy trzech ośrodków, które włączyły się do programów międzynarodowych.
Skoncentruję się tu głównie na badaniach prowadzonych w Polskiej Akademii Nauk i Klinice Transplantologii, Centralnego Szpitala Klinicznego MSWiA. Nie sposób tu nie wspomnieć, że w Instytucie Medycyny Doświadczalnej
i Klinicznej w Warszawie już w latach 60. opracowano przeszczepianie nerki i wątroby, powstały pierwsze
w Polsce surowice antylimfocytarne, wykonano pierwsze pozaustrojowe perfuzje wątroby świńskiej u chorych ze śpiączką wątrobową (czasowe ksenoprzeszczepy), prowadzono badania nad ograniczeniem migracji limfocytów pod wpływem leków immunosupresyjnych. Uznanie dla ówczesnych naszych badań zaowocowało nominowaniem prof. Waldemara Olszewskiego na prezesa Międzynarodowego Towarzystwa Transplantologicznego. Walkę przegraliśmy znikomą liczbą głosów z Finem prof. Pekka Hayry’m, ale było to w okresie, kiedy reprezentowaliśmy nieprzyjazny w świecie blok polityczny.
Jakie badania są prowadzone obecnie? Jako kraj niezasobny w fundusze przeznaczone na badania naukowe
nie możemy włączać się w wielkie programy ponadnarodowe. Nasza polityka polega na wyjaśnianiu mechanizmów oryginalnych obserwacji biologii przeszczepu
w doświadczeniu czy klinice.
I tak, prowadzone są przez nas intensywne badania nad rozprzestrzenianiem w ustroju biorcy materiału genetycznego dawcy (DNA), jego inkorporacją przez komórki odpornościowe biorcy i ewentualnym powstawaniem stanu tolerancji na przeszczep. Inne zagadnienie to zasiedlanie biorcy komórkami szpiku kostnego uwalniającymi się
w tempie fizjologicznym z unaczynionego przeszczepu kości dawcy.
Jednym z warunków powstania tolerancji jest obecność w ustroju biorcy komórek szpiku, w tym macierzystych, dawcy. Tak podany dawcy szpik powoduje przedłużenie przeżycia przeszczepu. W kolejnym projekcie badana jest rola komórek dendrytycznych biorcy w ograniczaniu intensywności procesu odrzucania. Stworzona została, częściowo już obiektywnie potwierdzona, koncepcja „stałej eliminacji antygenu dawcy” przez makrofagi śledziony i wątroby. Prowadzone są badania nad wykrywaniem materiału genetycznego bakterii i wirusów przeszczepianym razem z narządem i ich roli w inicjacji procesu zapalnego (odrzucania) w przeszczepie.
Ale największym osiągnięciem jest niewątpliwie ostatnie odkrycie, iż skóra ludzka może być przechowywana
w warunkach odwodnienia przez chlorek sodu, w temperaturze pokojowej, przez okres wielu miesięcy, a następnie skutecznie przeszczepiona. Ta metoda zapewne globalnie rozwiąże problem przechowywania alogenicznej skóry do pokrywania oparzonych powierzchni. Trwają intensywne badania nad identyfikacją komórek „macierzystych zarodnikowych” naskórka odpowiedzialnych
za długotrwałe przeżycie skóry poza ustrojem.

Transplantologia zmieniła się ze specjalności w początkowym okresie manualno-organizacyjnej (gromadzenie dawców i biorców, techniczny zabieg, podstawowa immunosupresja) – w nowoczesną naukę, która dla osiągnięcia swojej osobowości musi dać odpowiedź, gdzie w genotypie każdego z nas, narządu czy tkanki tkwi różnica, na podstawie której nasz ustrój odpowiada na przeszczep: „to nie mój narząd, tkanka, komórka”. Manipulowanie tą grupą genów i ich produktów da nam szansę na osiągnięcie tolerancji, a tym samym efekty kliniczne. Ü

prof. dr hab. med. Waldemar L. Olszewski,
Zakład Badawczo-Leczniczy Chirurgii Transplantacyjnej,
Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN
oraz Klinika Transplantologii,
Centralny Szpital Kliniczny MSWiA

Waldemar L. OLSZEWSKI

Archiwum

Okręgowa Izba Lekarska w Warszawie im. prof. Jana Nielubowicza