Nová naděje: umělými orgány proti rakovině

Čeští vědci dokázali pomocí nanotechnologií jako první na světě vyrobit umělý brzlík. Ten je klíčový pro imunitu, dokáže organismus ochránit před obyčejnou infekcí i rakovinou. V budoucnu by takto mohly vznikat i další orgány. "Už nyní se pracuje například na močovém měchýři nebo aortě," říká v rozhovoru pro časopis TÝDEN Liliana Berezkinová, šéfka společnosti Nanopharma.

Pracujete na vývoji technologie, která by umožnila pěstování lidské tkáně, a tím de facto i výrobu orgánů. Zní to jako sci-fi. Opravdu bude něco takového možné a běžné?

Nanomateriály, které jsou pro naši metodu klíčové, se v medicíně částečně už využívají u pacientů v akutní nouzi. Pomáhají jako atypický způsob řešení u popálenin nebo chronických ran, kde běžné metody selhávají. Jde například o speciální kryty ran vyrobené z nanovláken a obohacené o antibiotika. Ránu pomohou dezinfikovat a zhojit. V této oblasti tedy nejsme na začátku. Ale samozřejmě záleží na tom, zda cílíte na část tkáně, nebo celý orgán. Orgán je nejvyšší liga.

Láká vás zahrát si v takové lize?

Ano. Zabýváme se metodami na úrovni tkání, ale také orgány. Konkrétně už léta pracujeme na umělém brzlíku a nedávno se nám ho opravdu podařilo vyrobit.

Umělý brzlík, příliš si to nedovedu představit. Jak takový orgán vypadá?

Zjednodušeně řečeno jde o jakousi kostru vytvořenou z nanovláken, která po určitý čas poskytuje domov a zázemí buňkám, jež se na ní postupně množí, vytvářejí tkáň a pak celý orgán. Výhodou je, že časem se nanovlákna rozpadnou na tělu vlastní látky, takže nevzniká žádný nežádoucí a pro organismus nebezpečný odpad.

Proč jste se zaměřili právě na brzlík?

Přiznám se, že v nejdivočejších představách mě nikdy nenapadlo, že budu něco podobného dělat. Před pěti lety nás ale oslovili američtí lékaři a britští vědci s tím, že by bylo dobré zkusit takový orgán vyvinout. A přizvali nás ke spolupráci. Tehdy jsme byli v Evropě jediní, kdo byl něčeho takového teoreticky schopen. Brzlík je přitom klíčový pro lidskou imunitu, vyrábí bílé krvinky. S tím, jak člověk stárne, se ale zmenšuje a svou funkci plní stále hůře. Umělý brzlík by tak mohl zásadně pomáhat vážně nemocným pacientům, kteří potřebují dočasně nastartovat imunitu.

Jak jste s vývojem daleko?

Během testů na zvířatech se nám již podařilo učinit imunními myši, nyní jsou na řadě králíci. Doufám, že v brzké budoucnosti dojde v rámci experimentální léčby i na lidi. V tuto chvíli to vypadá, že jejich testování proběhne ve Spojených státech na jedné klinice zaměřené na léčbu onkologických pacientů.

A kdy se možnosti implantace umělého brzlíku dočkají ostatní pacienti, třeba ti v Česku?

Vidím to tak na deset až dvanáct let. Přece jenom jde o komplexní orgán. My se navíc nesnažíme udělat ho v plné velikosti, ale v podstatě nasimulovat v podobě malé kapsulky, která by se implantovala pod kůži. Brzlíková tkáň by zde pak produkovala bílé krvinky, jež likvidují infekci a podporují funkci imunitního systému. Po čase by se kapsulka rozpadla a materiál vstřebal.

Představuje tato technologie způsob, jak uměle vyrábět také další orgány?

Určitě. Už nyní se pracuje například na močovém měchýři, aortě, regeneracích rohovky, nosní chrupavky, kostí nebo šlach.

Takové možnosti znějí neuvěřitelně, sama jste ale naznačila, že vývoj není snadný. Co je aktuálně největší překážkou?

Replikovat tkáň nebo orgán je komplexní záležitost. Nepěstujete pouze chrupavku či kost, ale potřebujete třeba jemnou tkáň či drobné cévky, což je technologicky nesmírně náročné. Například u nosní chrupavky řešíme problém, že nanovlákna jsou až příliš jemná, takže je kombinujeme s podkladem vytvořeným 3D tiskem, který poté potáhneme vláknem a vytvoříme chrupavčitou tkáň.

Další věcí je, že pracujeme s lidskými buňkami a tkání, a to je přísně regulováno. Tkáň se nesmí příliš převážet, musí se čekat na vhodného dárce. Buňky je zároveň potřeba správně uchovávat, což je také hodně složité.

V regenerativní medicíně je velkým tématem léčba poškozené míchy. Mohly by nanomateriály pomoci i tady?

Mícha je hodně specifická a potenciál zde vidím spíše v čistě buněčné terapii, tedy ve využití kmenových buněk. Naznačuje to i několik posledních vědeckých studií. Nanovlákna slouží spíše tam, kde je potřeba něco transplantovat a zajistit, aby to po určitou dobu drželo žádoucí tvar.

Kolik stojí pěstování lidské tkáně? Zaplatí jednou takové "pomůcky" pojišťovny?

Samozřejmě, že jde o velmi drahou záležitost, jenom výzkum nás už přišel na miliony korun. Vše se ale snažíme koncipovat tak, aby byl finální produkt skutečně využitelný a dostupný. Počítáme s tím, že ochota pojišťoven připlácet na drahé léky a terapie není velká. A vůbec - otázka, jak se pojišťovny postaví k nákladům souvisejícím s regenerativní či personalizovanou medicínou a genovým inženýrstvím, není dosud vůbec jasná. Na celém světě to je velká neznámá.

Nebude ale například regenerativní medicína stále potřebnější?

Její expanze je nevyhnutelná. Populace stárne a chronických onemocnění způsobených opotřebením těla nebo třeba úrazy stále přibývá. Současná farmaceutická medicína přitom neřeší příčinu, ale především důsledky tohoto opotřebení. Cesta však je jít k příčině, obnovit tkáně a pomoci pacientovi, aby se sám zahojil, anebo mu připravit náhradu, která vykompenzuje, co již v těle nefunguje. To je alfou a omegou toho, abychom jednou dokázali léčit choroby, jako je Alzheimerova, Parkinsonova nebo třeba rakovina. Všechno vzniká v naší tkáni a lék to nevyřeší.

Jak konkrétně by bylo možné pomoci třeba pacientovi s rakovinou?

To je zrovna případ zmíněného brzlíku a s ním související produkce bílých krvinek, konkrétně T-lymfocytů. Právě proto, že se brzlík stále zmenšuje, jsou starší lidé náchylní k různým infekcím a chorobám včetně rakoviny. Když brzlík nahradíme, můžeme organismu pomoci se takovým chorobám lépe bránit.

Vedle pěstování lidské tkáně se aktuálně věnujete také vývoji speciálních náplastí. V čem jsou výjimečné?

Nikotinovou nebo antikoncepční náplast zná asi každý, jde o zcela běžný zdravotnický prostředek. Jenže je to zároveň věc, která má zásadní nedostatky. Když ji odlepíte z kůže, stále v sobě má přes 90 procent léčiva. Vyhazujete něco, co je nadopováno aktivními látkami, ať už to jsou opiáty, tedy v podstatě narkotika, nebo třeba hormony. A to je problém. Ukazuje se, že takové náplasti jsou ve velkém zneužívány.

Drogově závislými?

Ano. Příkladem je náplast s fentanylem, což je vlastně opiát. Používá se k tišení bolesti, ale narkomani si z ní louhují, sežvykují nebo seškrabují silný opiát, který přibližně odpovídá jejich běžné třídenní dávce drogy. Zkonzumují ho ale v jedné aplikaci a předávkují se. Dokonce takhle dochází i k úmrtím. Na druhou stranu ovšem takové náplasti v medicíně pomáhají, takže by nebylo dobré je zakázat. Náplasti z nanovláken mají tu výhodu, že se rozpustí na kůži a nic z nich nezbude. A stačí u nich použít stonásobně menší dávku léčiva než u běžných náplastí.

Používají se už takové náplasti v praxi?

Vývoj je nyní v preklinické fázi, probíhá tedy testování na zvířatech, nejčastěji na praseti, které má velmi podobnou strukturu kůže jako člověk. A zatím to vypadá velmi nadějně. Rádi bychom přistoupili i k aplikaci u lidí, což by neměl být problém. Používáme totiž již známá a schválená léčiva, jediné, co je odlišné, je forma podání.

Poslední dobou se mluví o využití nanovláken také v diagnostice. Jak by to fungovalo?

Představme si třeba situaci, kdy začne člověku vytékat krev z ucha. Lékaři mnohdy nevědí, co se děje. Musí se vyloučit, zda to není následek poškození mozku, což vyžaduje komplikované operativní vyšetření. Nanotest, na kterém pracujeme, by vše odhalil během několika chvil. Stačilo by na tester nanést kapku tekutiny a bylo by jasné, co se děje.

Takový těhotenský test?

Přesně tak. Právě k němu zmíněný vynález často přirovnávám. Doufám, že nanovlákna pro diagnostiku budou hotova do tří let.

Vaše společnost začala ve výzkumu a využití nanotechnologií v medicíně působit v roce 2008. Jak se od té doby tato oblast změnila?

Hodně. Když jsme začínali, byli jsme u nás jediní. A vůbec jsme netušili, co s námi bude. Plně jsme se soustředili na výzkum nanovláken, na jejichž přijetí ale nebyla medicína ještě vůbec připravena. Vše bylo pouze v rovině výzkumu. Během těch devíti let se ale nanotechnologie významně rozšířily, staly se důvěryhodnými a zároveň cenově dostupnějšími.

Proč jsou tolik přitažlivé?

Nanomateriály jsou fascinující tím, že představují nejmenší možný materiál. Tu hranici už nelze dále posouvat, jsme na samém limitu hmoty. Zajímavé je, že technologie výroby nanovláken je až překvapivě stará, vznikla ve třicátých letech dvacátého století. Jenže až poměrně nedávno, kdy se podařilo vyvinout potřebné nástroje, třeba speciální mikroskopy schopné tyto materiály analyzovat, jsme se s nanovlákny naučili pořádně pracovat. A ovlivňovat jejich strukturu. To nastartovalo jejich obrovský boom a další vývoj. Navíc jsem přesvědčena, že jejich potenciál ještě není zcela odkryt.

Zároveň jde o slušný byznys, nebo se mýlím?

Je to byznys, který je na vzestupu. Oblast procházející revolucí. Pro každý produkt i každou technologii se vytváří nový trh. Spousta oborů, na něž cílíme, včetně zdravotnictví či průmyslu, je velmi konzervativní a používá zastaralé technologie. Některé z nich fungují třeba už přes čtyřicet let a o inovaci nezavadily. Je to velká výzva nejenom po stránce produktové, ale i obchodní. Jak připravit tato odvětví na to, aby začala absorbovat novinky.

Říká se, že ženy to nemají ve vědě lehké, podobně jako třeba v medicíně. Souhlasíte?

Těžko říct, u nás je to trochu jinak. Nazvala bych to diskriminací naruby. Přestože to nebyl náš záměr, dlouho byl kolektiv v Nanopharmě výhradně ženský. Prostě to tak nějak vykrystalizovalo. Ale v poslední době nabíráme i muže, takže se ženská převaha pomalu snižuje.

Liliana Berezkinová (29) Předsedkyně představenstva společnosti Nanopharma zaměřující se na výzkum, vývoj a výrobu materiálů s využitím nanovlákenných struktur. Absolvovala studium na Vysoké škole finanční a správní v oboru Business Management a Corporate Finance a stáž na IESE Business School na Navarské univerzitě ve Španělsku. Přednáší a publikuje v oblasti transferu technologií a inovací. Všechno vzniká v naší tkáni a lék to nevyřeší.

Čtěte dále

další zprávy