PACIJENTI s teškim plućnim oboljenjima često se suočavaju s tragičnom realnošću – na svijetu ima puno više pacijenata kojima je potrebna transplantacija nego što na raspolaganju ima doniranih pluća. Razlog tome nije samo premali broj darivatelja, već su mnoga pluća na nekim područjima oštećena i time neprikladna za donaciju.
No, znanstvenici su uz pomoć nove eksperimentalne tehnike u funkciju povratili teško oštećena ljudska pluća tako što su ih povezali s krvožilnim sustavom živih svinja i time potaknuli mehanizme samoobnove.
"Omogućavanje intrinzičnih mehanizama biološke samoobnove tijekom dovoljno dugog razdoblja omogućilo je oporavak teško oštećenih pluća koja se inače nisu mogla spasiti", objasnili su voditelji istraživanja, kirurg Ahmed Hozain i biomedicinski inženjer John O'Neill sa Sveučilišta Columbia.
Svinjski krvožilni sustav dao dragocjeno vrijeme pacijentima
Temeljni princip ove nove tehnologije sličan je postojećoj metodi regeneracije pluća, zvanoj izvantjelesna perfuzija pluća (engl. ex vivo lung perfusion, EVLP), pri kojoj se pluća stavljaju pod sterilni spremnik, a zatim na respirator, pumpu i filtere. Kroz pluća se pušta otopina koja sadrži kisik, hranjive tvari i proteine, piše Science Alert.
EVLP tehnologija je mnogima spasila život jer su pomoću nje pluća mogla biti održavana i donekle regerirana. No, problem je stvarao vremenski okvir – ova metoda se smjela korisititi samo do osam sati, što često nije bilo dovoljno za početak biološke samoobnove samih pluća.
Novom metodom, stručnjaci su uspjeli kupiti dragocjeno vrijeme potrebno za razvoj samoregeneracije pomoću povezivanja ljudskih pluća s krvožilnim sustavom svinje.
Razvoj nove tehnologije
Još prošle godine je tim znanstvenika, biomedicinska inženjerka Gordana Vunjak-Novaković sa Sveučilišta Columbia i kirurg Matthew Bacchetta s Instituta za plućne bolesti Vanderbilt, proveo studiju u kojoj su obnovili oštećena pluća svinja pričvršćujući ih na krvožilni sustav drugih svinja.
Sada su stručnjaci uspješno iskoristili istu tehniku za popravak pet oštećenih ljudskih pluća spajajući ih sa svinjama, uključujući jedno teško ozlijeđeno koje se nije uspjelo obnoviti putem EVLP-a.
"Uspjeli smo obnoviti donirana pluća koja nismo mogli povratiti u funkciju putem klasične izvantjelesne perfuzije pluća. To je za sada naša najbolja potvrda nove tehnologije koja pokazuje koliko bi ona mogla biti korisna u kliničkom smislu", rekla je Vunjak-Novaković.
Obnovili pet doniranih pluća
Znanstvenici su tijekom ovog istraživanja koristili šest doniranih pluća koja nisu bila dovoljno funkcionalna za transplantaciju. Njih pet su pomoću kanile pričvrstili na svinje koje su bile pod anestezijom i koje su primile imunosupresive kako njihov imunološki sustav ne bi napao strani organ. Šesta, kontrolna pluća povezala su sa svinjom koja nije dobila imunosupresive.
Kontrolna pluća su uskoro otkazala; u njima se počeo nakupljati višak tekućine, povisila se razina upalnih i imunoloških markera i počeli su se stvarati ugrušci krvi. No, donirana pluća koja su bila pričvršćena na svinje koje su primile imunosupresive počela su uskoro pokazivati znakove značajne poboljšanosti funkcije i kvalitete tkiva.
Poboljšanje je pogotovo bilo primjetno kod doniranih pluća na kojima se prije toga bezuspješno primijenio EVLP. Nakon što su 24 sata bila povezana s krvožilnim sustavom svinje, oštećena pluća počela su pokazivati znakove oporavka. Znanstvenici stoga smatraju da bi se njihova nova tehnologija mogla primjenjivati zajedno s EVLP-om kako bi se uspješnije obnovila pluća za koje nije dovoljna tehnologija EVLP-a.
Nova metoda još uvijek nije spremna za kliničku upotrebu. Naime, svinje bi uz krv s ljudima mogle podijeliti i druge stvari – poput bolesti. Zbog toga bi svaka klinička primjena ove tehnike zahtijevala životinje medicinske klase, što ne bi bilo jeftino.
Druga mogućnost je da u budućnosti sami primatelji organa budi ti koji se povezuju s doniranim plućima, a možda i drugim vrstama potrebnih organa.
Istraživanje naziva Xenogeneic cross-circulation for extracorporeal recovery of injured human lungs objavljeno je u časopisu Nature Medicine.