Wykorzystuje najnowsze osiągnięcia w zakresie hodowli komórkowych i bioinżynierii dla opracowania bioprotez oraz bomateriałów, które miałyby zastosowanie zwłaszcza w szeroko rozumianej medycynie naprawczej.

Nowe metody przygotowania zastawek biologicznych
Ostatnie lata badań nad stworzeniem niezawodnej protezy biologicznej zastawki serca należą do inżynierii tkankowej. Naukowcy są zgodni, że odtworzenie żywotności zastawki zapewni jej funkcjonalność na dłuższy czas. W ramach projektu „Nowe metody przygotowania zastawek biologicznych” opracowywany jest prototyp zastawki autologicznej, tj. biologicznej zastawki serca otrzymanej metodą inżynierii tkankowej, w której bezkomórkowe lub biodegradowalne rusztowanie protezy pokrywane będzie komórkami własnymi pacjenta (izolowanych ze szpiku kostnego). Taka zastawka wolna byłaby od komplikacji występujących przy stosowaniu współczesnych protez zastawek (częste wapnienie, reakcje zapalne, większa podatność pacjentów na infekcje, konieczność stosowania leków przeciwzakrzepowych, niska trwałość itp.).
Projekt zakłada wykorzystanie tkanek ludzkich jako budulca zastawki. Jednak ograniczenia związane z dostępnością materiału ludzkiego skłaniają ku równoczesnym pracom nad opracowaniem metody tworzenia bioprotez zastawkowych w oparciu o materiał odzwierzęcy (ksenogenny), poddany konserwacji chemicznej związkami nietoksycznymi dla komórek. Pozwoli to na stworzenie nowoczesnych bioprotez zastawek serca, które dzięki możliwości alternatywnego wykorzystania tkanek odzwierzęcych będą mogły znaleźć powszechne zastosowanie.
Realizując projekt wykonano szereg testów z myślą o ocenie właściwości biologicznych zastawek. Badania histologiczne pozwoliły ocenić w jakim stopniu modyfikacja tkanek, związana między innymi z enzymatyczną metodą usuwania komórek, może wpływać na ich strukturę. Badania biomechaniczne i hemodynamiczne służyły ustaleniu, czy i w jakim stopniu po modyfikacji tkanka spełnia swoją funkcję mechaniczną. Istotną rolę spełniły też badania, których celem było określenie warunków hodowli komórek po ich izolacji oraz parametrów pozwalających na różnicowanie komórek wyizolowanych ze szpiku, a także określenie m.in. ich cech funkcjonalnych. Opracowano system bioreaktora, pozwalający na hodowlę komórek w warunkach dynamicznych z zadanym przepływem, a także szereg nowych metod konserwacji chemicznej tkanek, z zastosowaniem związków chemicznych (m.in. z grupy tzw. flawonoidów), które nie wykazują cytotoksyczności. Obiecujące wyniki badań będą podstawą do sformułowania wniosku do komisji bioetycznej o możliwość przeprowadzenia testów na zwierzętach. Wszystkie opracowania powstałe w ramach projektu są przedmiotem zgłoszeń patentowych.
Realizacja projektu zaowocowała nawiązaniem współpracy z Uniwersytetem w Lipsku (prof. A. Bader), z ośrodkiem akademickim w Gdańsku (dr n. med. Piotr Siondalski) oraz z Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku (dr Leszek Wilszyński).

Zwierzęta transgeniczne
Stała dysproporcja pomiędzy liczbą dawców, a potencjalnych biorców jest istotnym ograniczeniem wpływającym na wykorzystanie tkanek ludzkich jako materiału do tworzenia zastawkowych protez serca. Z tego względu alternatywą wydają się tkanki odzwierzęce. W tym przypadku likwidacja w takich tkankach komórek metodami enzymatycznymi i chemicznymi powoduje wprawdzie usunięcie większości z nich, ale niesie również ryzyko, że niektóre komórki lub ich reszty pozostaną, stanowiąc źródło antygenów. Dlatego w protezach zastawek dąży się do stosowania tkanki odzwierzęcej pozbawionej reaktywnych antygenów, bo w mniejszym stopniu stymulowałaby ona reakcję immunologiczną organizmu ludzkiego, co przekładałoby się na zwiększenie trwałości stosowanych bioprotez. W tym wymiarze szczególne znaczenie i uzasadnienie zyskuje hodowla zwierząt transgenicznych na potrzeby inżynierii tkankowej. Ponieważ problem degradacji i utraty funkcji bioprotez zastawkowych jest szczególnie nasilony u dzieci i młodych pacjentów wydaje się, że ta grupa chorych mogłaby odnieść największe korzyści z proponowanych rozwiązań.

Terapie komórkowe z wykorzystaniem komórek macierzystych
Celem projektu jest opracowanie metod izolacji i różnicowania komórek macierzystych, które można by wykorzystać w regeneracji uszkodzonego mięśnia sercowego; w zabiegach poprawiających funkcje skurczowe serca. Projekt realizowany jest w konsorcjum ze Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu oraz z Instytutem Onkologii w Gliwicach. Sercowe komórki macierzyste zlokalizowane są w mięśniu sercowym. Prawdopodobnie, w przeciwieństwie do innych komórek macierzystych, niosą one mniejsze ryzyko nowotworowe lub ryzyko różnicowania się w inny, niepożądany rodzaj komórek. Jest więc większa szansa, że będą tworzyły komórki mięśnia sercowego, nowe naczynia, a nie np. komórki nerkowe.

Zajrzyj:
 
www.zeiss.pl/c125706e0034b261/Contents-Frame/4522d3b278919e05c125726600555b5f

dr Anna Barańska- Lesiak
dr Aleksandra Niemiec-Cyganek
mgr Barbara Kubin
mgr Aneta Samotus
mgr Katarzyna Jesse
mgr Martyna Faber
mgr Małgorzata Morenc
mgr Karolina Jendryczko
mgr Paulina Gach