Cukrzyca typu 1, choroba autoimmunologiczna prowadząca do całkowitego braku insuliny w organizmie, pozostaje jednym z największych wyzwań współczesnej medycyny. Obecne terapie opierają się głównie na codziennym podawaniu insuliny oraz ścisłej kontroli glikemii. Jednak na horyzoncie pojawia się przełom – polscy naukowcy rozwijają technologię bionicznej trzustki, która może całkowicie zmienić podejście do leczenia tej choroby. Może być to nowa era leczenia cukrzycy. Technologia biodruku może służyć pacjentom.
Czym jest bioniczna trzustka?
Bioniczna trzustka to nowatorski narząd wytwarzany przy użyciu technologii biodruku 3D. Jest on tworzony na bazie komórek pacjenta oraz biomateriału, który imituje naturalną strukturę tkanek. Dzięki zastosowaniu autologicznych komórek, ryzyko odrzutu przeszczepu zostaje zminimalizowane, eliminując potrzebę długoterminowej immunosupresji – jednego z głównych problemów klasycznych przeszczepów od zmarłych dawców.
Bioniczna trzustka to przełomowe rozwiązanie opracowywane z myślą o leczeniu pacjentów cierpiących na cukrzycę insulinozależną, zwłaszcza w jej najcięższej postaci.
W przeciwieństwie do mechanicznych systemów typu „sztuczna trzustka”, które na bieżąco mierzą poziom glukozy i automatycznie podają insulinę, bioniczna trzustka jest biologicznym organem. Jej funkcją jest nie tylko reagowanie na poziom cukru we krwi, ale też fizjologiczne wydzielanie insuliny przez komórki wysp trzustkowych, tak jak w zdrowym organizmie.
Proces tworzenia tego narządu rozpoczyna się od pobrania od pacjenta komórek, z których izolowane są komórki progenitorowe (prekursory komórek trzustki). Następnie komórki te są namnażane i mieszane z tzw. „biotuszem” – substancją przypominającą żel, złożoną z matrycy biologicznej wspierającej wzrost i różnicowanie się komórek. Za pomocą specjalistycznego urządzenia do biodruku 3D, biotusze te są precyzyjnie układane warstwa po warstwie, tworząc trójwymiarową strukturę przypominającą prawdziwy narząd.
Istotnym elementem bionicznej trzustki jest własny układ naczyniowy, również drukowany z użyciem komórek pacjenta. Pozwala to na pełne unaczynienie organu, czyli doprowadzenie krwi, tlenu i substancji odżywczych, co umożliwia jego przetrwanie i prawidłowe funkcjonowanie po przeszczepieniu. Dzięki zastosowaniu komórek własnych biorcy, znacząco zmniejsza się ryzyko odrzutu przeszczepu oraz wystąpienia powikłań, takich jak wykrzepianie czy reakcja immunologiczna.
Po zakończeniu procesu biodruku, organ umieszczany jest w bioreaktorze, gdzie poddawany jest dalszej inkubacji i monitorowaniu. Bioreaktor dostarcza odpowiednie składniki odżywcze i umożliwia kontrolę parametrów środowiskowych – takich jak temperatura, pH czy przepływ medium – aby jak najlepiej przygotować organ do przeszczepienia.
Celem tego innowacyjnego rozwiązania jest przywrócenie organizmowi pacjenta zdolności samodzielnej regulacji poziomu glukozy we krwi, co oznacza potencjalne wyeliminowanie potrzeby stałego podawania insuliny. Bioniczna trzustka ma szansę stać się jedną z pierwszych skutecznych biologicznych alternatyw dla tradycyjnych przeszczepów narządów od zmarłych dawców, otwierając nowe możliwości terapeutyczne dla milionów chorych na cukrzycę typu 1 na całym świecie.
Polacy w czołówce światowej nauki
Zespół kierowany przez prof. dr. hab. n. med. Michała Wszołę, transplantologa i prezesa Polbionica, od ponad dekady rozwija technologię bionicznej trzustki. Po zakończeniu etapu badań przedklinicznych na zwierzętach, projekt uzyskał finansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu „Seal of Excellence”. Obecnie trwają intensywne przygotowania do badań klinicznych, które – zgodnie z planami – mają rozpocząć się pod koniec 2026 roku.
Jak powstaje bioniczna trzustka? Proces krok po kroku
Tworzenie bionicznej trzustki to skomplikowany, wieloetapowy proces:
- Pobranie komórek od pacjenta – na ogół trwa od 2 do 3 miesięcy, zanim zostanie uzyskana wystarczająca ilość materiału biologicznego.
- Mieszanie komórek z biomateriałem – tworzy się tzw. „biotusze” o konsystencji żelu, przypominające pastę do zębów.
- Drukowanie 3D narządu – komórki układane są warstwowo w specjalistycznym biodrukarce, tworząc trójwymiarowy narząd z własnym układem naczyniowym.
- Przechowywanie w bioreaktorze – gotowa trzustka jest „podłączana” do systemu krążenia substancji odżywczych i tlenu, co pozwala na ocenę jej funkcjonalności.
Cały proces wydrukowania trwa zaledwie 1,5 godziny, lecz kompleksowe przygotowanie do przeszczepu zajmuje od 3 do 4 miesięcy.
Bezpieczeństwo i wydajność na pierwszym miejscu
Jednym z kluczowych aspektów bionicznej trzustki jest jej zdolność do wytrzymywania ciśnienia krwi nawet do 400 mmHg – znacznie powyżej normy ludzkiego organizmu. Taki margines bezpieczeństwa ma kluczowe znaczenie dla powodzenia transplantacji i długoterminowego funkcjonowania narządu. Dodatkowo, dzięki personalizacji struktury naczyń krwionośnych, minimalizuje się ryzyko wykrzepiania, czyli powstawania zakrzepów prowadzących do odrzutu przeszczepu.
Biodruk 3D a niedobór narządów do przeszczepów
Według danych Poltransplantu, liczba przeszczepów trzustki w Polsce jest dramatycznie niska – w 2023 roku wykonano ich zaledwie 10. Jednoczesny przeszczep nerki i trzustki to procedura zarezerwowana dla najcięższych przypadków, a lista oczekujących rośnie. Technologia biodruku 3D może stanowić przełom w dostępie do narządów, dając realną szansę na terapię pacjentom dotąd pozbawionym takiej możliwości.
Krok ku przyszłości medycyny regeneracyjnej
Choć bioniczna trzustka może wydawać się futurystycznym rozwiązaniem, to badania nad wykorzystaniem biodruku 3D w transplantologii już teraz są zaawansowane również poza granicami Polski. W USA przeprowadzono udane przeszczepy serca i nerki od zmodyfikowanych genetycznie świń. Niemniej jednak, w przypadku trzustki to właśnie biodruk, a nie ksenotransplantacja, zdaje się być najbardziej obiecującą drogą.
Przyszłość leczenia cukrzycy zaczyna się w Polsce
Technologia bionicznej trzustki rozwijana przez polskich naukowców może zrewolucjonizować leczenie cukrzycy insulinozależnej. Dzięki połączeniu zaawansowanego biodruku 3D, biomateriałów i komórek własnych pacjenta, zbliżamy się do momentu, w którym indywidualnie dopasowane narządy staną się dostępne na szeroką skalę. Polska nie tylko wpisuje się w światowe trendy medycyny regeneracyjnej – ale je wyznacza.
#bionicznatrzustka #trzustka3D #biodruk3Dtrzustki #leczeniecukrzycytypu1 #przełomwleczeniucukrzycy #innowacyjnemetodyleczeniacukrzycytypu1 #bionicznatrzustkazkomórekpacjenta #biodruk3Dwmedycynieregeneracyjnej #przyszłośćleczeniacukrzycy #jakdziałabionicznatrzustka #drukowanieorganówzkomórekmacierzystych #Polbionica #bionicznatrzustka #trzustkazdrukarki3D #przeszczeptrzustkibezdawcy #medycynaregeneracyjna #polskieinnowacjewleczeniucukrzycy