Mag, 10. oktober 2007, št. 41, letnik 13
(avtorica Dragica Bošnjak)
Regenerirani nasmeh
Nežne celice za trdne kosti
Če bi ljudje spraševali, zakaj se jim je kak sproščeno nasmejan obraz že ob prvem, bežnem srečanju zdel še posebno privlačen, zanimiv ali poseben, bi najpogosjeje omenili oči ali zobe. Za prve vemo, da jih lahko občutimo kot tople in prijazne ali pa nas kar zmrazi ledeno srepeč pogled, medtem ko lepi zobje niso le lastnikova estetska osebna izkaznica, ampak po navadi tudi ogledalo zdravja. Današnje bolj ozaveščene generacije imajo, kot ugotavljajo zobozdravniki, sicer na splošno bolj zdravo zobovje kot tiste pred desetletji. Boljše so tudi možnosti zdravljenja in nadomeščanja obolelega oziroma manjkajočega zobovja.
Še vedno pa so precej zapleteni in dolgotrajni postopki zdravljenja trdnih tkiv v ustih zaradi parodontoze. To je stanje ko postajajo ne le piškavi, ampak tudi na videz zdravi zobje vse daljši, začno se majati, in če človek pravočasno ne ukrepa, celo izpadati. Z novimi raziskavami v tkivnem inženirstvu pa so slovenski strokovnjaki – treba je poudariti, da med prvimi na svetu – razvili dodatne možnosti zdravljenja; tudi na tem polju se, tako kot prej že s hrustančnimi celicami, uveljavlja regenerativna medicina. Kar se je še nedavno slišalo kot znanstvena fantastika, da bi namreč človeku na mestu po poškodbi ali zaradi bolezni prizadetega dela telesa začelo rasti novo, zdravo meshko ali trdo tkivo, se vse bolj uresničuje. Mimogrede naj spomnimo, da so tako, z zdravimi matičnimi celicami, že zdravili oslabelo srčno mičičje in da s hrustančnimi celicami, vzgojenimi v laboratoriju, tudi pri nas že desetljetje zdravijo nekatere poškodbe sklepov. V svetu medtem poskušajo v laboratoriju vzgojiti vrsto celic za uporabo v regenerativni medicini, med njimi kostne. Z njimi je plo nekoliko počasneje, v različnih raziskovalnih središčih za tkivno inženirstvo so tako zadnja leta dosegali različno zadovoljive rezultate.
Tudi kostne celice iz laboratorija.
Ena od skupin, ki se je komaj pred dobrim letom resneje lotila raziskovnja kostnih celic oziroma njihovega pridobivanja v laboratoriju, so tudi raziskovalci majhnega »biološkega« podjetja Educell, ki se ukvarja z raziskavami in razvojem aplikacij na področju tkivnega inženirstva in celičnega zdravljenja, ter profesor stomatologije Matjaž Rode s sodelavci. Skupina je sodelovala pri mednarodnem projektu, v katerem so razvijali model zdravljenja poškodovanih dlesni s tkivnim inženirstvom. »Na voljo imamo sicer vrsto metod, s katerimi skušamo preprečiti propadanje obzobnega tkiva, vendar niso vse enako uspešne, nekatere pa so tudi precej dolgotrajne in boleče. Vse temeljijo na tem, da bi manjkajočo kost, se pravi stopljeni del čeljusti, nadomesti z nečim drugim. To ‘nekaj drugega’ je lahko bolnikova kost, ki jo odvzamemo kje drugje in vsadimo okoli zob. Poseg je precej zahteven in za bolnika dokaj neprijeten, lahko nastanejo tudi zapleti na mestu odvzema. Bolniki se neradi odločajo za ta način zdravljenja. Prav tako uporabljamo različne kostne nadomestke, pripravljene iz sintetičnih materialov, ki se prav tako vsadijo okoli prizadetega zoba na mestu, kjer manjka del čeljusti. V nekaj letih ta nadomestni material zamenja lastna kost. Povsem nov pristop pa je regenerativna metoda ali aktivno vodena regeneracija, kot so poimenovali poseg, pri katerem se s posebnimi membranami obloži prizadeti zob, ki je ostal brez kosti; pod membrano bo nastala nova kost«.
Kakšen drobec kosti in kakšno gojišče?
Kot še pojasnjuje prof. Rode, so morali naprej, se pravi, še preden so se lotili kliničnih posegov pri bolnikih, opraviti precej temeljnega in aplikativnega raziskovalnega dela. Ugotoviti je bilo treba, kako najbolj ustrezno pridobiti potreben delček kosti, iz katere potem v laboratoriju vzgojijo novo, ali natančneje, namnožijo potrebno število kostnih celic, da pozneje na poškodovanem delu tkiva zraste nova kost. Seveda se je že prej postavljalo vprašanje, ali bo sploh uspelo v laboratoriju namnožiti dovolj kakovostnih celic in vzgojiti novo kost. Izkazalo se je, da je najbolj primerno, če s posebnimi kostnimi ščipalkami odvzamejo bolniku zelo majhen, za bucikino glavico velik delček kosti iz čeljusti v okolici prizadetega zoba. Tega so potem, kot opisuje sogovornik (prof. dr. Matjaž Rode, opomba prired.), prenesli v laboratorij Educella. Ko so ga tam po ustreznem postopku obdelali in pripravili gojišče, so kmalu ugotovili, da se kostne celice ne le lepo množijo in rastejo, temveč se je izkazalo, da celice, ki so jih v drobnem koščku odvzeli iz čeljusti, rastejo bolj kot vse druge, odvzete z drugih mest, na primer dolgih cevastih kosti. In kar je bilo najbolj pomembno, imele so vse potrebne lastnosti, da so kot prave kostne celice v čeljustih tvorile minerale in vse drugo za nastanek kakovostne kosti. Prve poskuse so začeli pred približno letom dni. Ko so ugotovili, da je postopek izvedljiv in ustrezen, so tako že zdravili nekaj bolnikov, natančneje, zdravili so 42 zob. V zobozdravstvu po navadi pomenijo »enoto« zobje, ne...
Od bucikine glavice do – češnje.
Če sicer obsežno razlago pridobivanja vzorca kosti za gojenje, sam postopek gojenja in »pridelek«, pridobljen v laboratorijskih posodah, nekoliko poenostavimo, povejmo, da iz bucikine glavice zraste za češnjo velika kroglica. Ker je elastična, jo zobozdravnik lahko poljubno prilagaja večjemu ali manjšemu kraterju v prizadeti čeljusti in jo napolni podobno, kot bi plombiral zob. Laboratorijsko vzgojeni in namnoženi delčki kosti so še najbolj podobni grobi soli, so so v resnici nosilci, ki imajo na površini namnožene žive kostne celice. Debelejše drobce naredi fibrinsko lepilo, ki zagotavlja trdnost in je obenem elastično, da ga zobozdravnik lahko ustrezno oblikuje, namesti na mesto poškodbe in zašije pod sluznico. S to majhno operacijo zagotovi, da ostane tako vstavljeni kostni nadomestek na svojem mestu, kjer potem sčasomar zraste nova kost.
Lastnih celic organizem ne zavrača.
Velja poudariti, da pri tem načinu pridobivanja bolnikovih lastnih kostnih celic v laboratoriju ni težav ali zapletov zaradi zavrnitvene reakcije, ki je pogosta, kadar se za presajanje uporabljajo tuja tkiva, in da je za bolnika to na splošno dokaj prijazen način zdravljenja. Za odvzem koščka kosti in šivanje je tkivo sicer treba lokalno omrtvičiti; že po tednu dni je po navadi mogoče odstraniti šive, medtem pa se že začenja regeneracija, ki traja nekaj mesecev. Kot je zagotovil prof. Rode, so za raziskave in razvoj nove metode zdravljenja pridobili soglasje komisije za medicinsko etiko in vsa druga dovoljenja. Rezultati kažejo, da je metoda uspešna – seveda bodo še naprej spremljali tudi dolgoročne. Resnici na ljubo pa je treba povedati, da postopek ni poceni. Dosedanje posege so opravili v okviru raziskovalnega projekta, v prihodnje pa bodo potrebne dodatne strokovne presoje, kdaj izbrati to metodo zdravljenja v parodontologiji. Vsekakor je zelo pomembno, še dodaja Rode, da smo razvili model zdravljenja, ki bi ga bilo mogoče uporabiti pri različnih drugih kostnih poškodbah, na primer pri cisti, granulomih in v drugih primerih, ko je tr4eba nadomestiti manjkajoči del kosti. Po svetu imajo pri zdravljenju kosti z lastnimi kostnimi nadomestki, pridobljenimi v laboratoriju, še razmeroma malo izkušenj, zato slovenske raziskovalce večkrat vabijo na predstavitev nove metode na strokovnih srečanjih v tujini, načrtujejo pa tudi objave v strokovnih publikacijah. Ljubljanska skupina, udeležena v tem projektu, med drugim sodeluje s strokovnjaki klinike za maksilofacialno in oralno kirurgijo na Dunaju, kjer opravljajo podobne poskuse, vendar z drugimi celicami.
Tkivno inženirstvo
Tkivno inženirstvo je izrazito interdisciplinarno razvojno in raziskovalno področje, ki združuje znanja sodobne tehnologije ter naravoslovnih in medicinskih znanosti. Ukvarja se z razvojem bioloških nadomestkov, ki ohranjajo, izboljšujejo ali vračajo normalno funkcijo tkiv in organov, pri čemer na različne načine izrabljajo potencial živih celic. Osnovna ideja tkivnega inženirstva je laboratorijska priprava tkivnega nadomestka iz celic in nosilne strukture ter njegov vnos v telo, kjer naj bi postopno nadomestil poškodovano ali okvarjeno tkivo. Pri tem so zlasti pomembna spoznanja celične biologije in fiziologije ter priprave novih biološko sprejemljivih in razgradljivih materialov, ki danes že omogočajo tako in vitro, v laboratoriju, kakor in vivo, v organizmu, namnožiti in direrencirati skoraj vse vrste celic človeškega telesa.
Nazaj k naravi
»Obnova poškodovanih kosti je pomembno področje tkivnega inženirstva, saj je regeneracija kosti potrebna pri številnih kliničnih indikacijah. Prav kost je v noramalnih razmerah tkivo z zelo dobro sposobnostjo celjenja. Stanja, kjer je s kostnim nadomestkom mogoče nadomestiti pomanjkanje kostne mase ali pospešiti celjenje kosti, so zlasti akutne poškodbe dolgih cevastih kosti, prirojene napake kosti, zatrditev vretenc, obnova obraznih kosti, zatrditev sklepnih protez. Osnova za pripravo tkivnoinženirskega nadomestka so celice z osteogenim, to je kostotvornim potencialom, ki jih najdemo v različnih tkivih, zlasti v mehki kostni sredici, kostnemu mozgu in maščobnem tkivu. Nosilna struktura kostnega nadomestka so biokompatibilni materiali, ki se po implantaciji postopno razgradijo in nadomestijo tudi s kostnino, ki jo izdelujejo vsajene celice«, pojasnjuje dr. Nevenka Kregar Velikonja iz Educella. Njihov program BoneArt je usmerjen v iskanje ustreznih postopkov za pripravo tkivnoinženirskih nadomestkov za kost, ki bi omogočili hitro regeneracijo kostnega tkiva z ustrezmimi biomehanskimi lastnostmi. Nadomestke pri Educellu pripravljajo iz bolnikovih lastnih celic in so namenjeni za uporabo v parodontologiji, ortopediji in travmatologiji. Razvoj poteka v tesnem soedlovanju s klinikami.