Co może przynieść XXI wiek medycynie fakty i nadzieje
What can the 21st century bring for medicine facts and hopes
Andrzej Steciwko, Dominika Reksa
S t r e s z c z e n i e
S
t
r
e
s
z
c
z
e
n
i
e
Przed medycyną XXI w. wciąż stoi wiele zadań, a nowe technologie pozwalają podejmować te wyzwania,
które kiedyS wydawały się nierozwiązywalne. Nowoczesna medycyna coraz SciSlej wiąże się
z biotechnologią i bioinżynierią, które są siłą napędową rozwoju nowoczesnych metod leczenia. Postęp
w medycynie nie byłby możliwy bez równoległego rozwoju innych dziedzin nauki biologii
molekularnej, informatyki, immunologii, materiałoznawstwa czy fizyki kwantowej. Autorzy zwracają
uwagę na niektóre interesujące doniesienia w naukach medycznych, takich jak genetyka, onkologia,
diagnostyka obrazowa, chirurgia, protetyka, które być może staną się narzędziami do walki
z wyzwaniami, jakie stawia przed nami codzienna praktyka lekarska i choroby społeczne XXI w.
Słowa kluczowe: nowoczesna medycyna, nowe technologie, choroby społeczne.
S
ł
o
w
a
k
l
u
c
z
o
w
e
:
A b s t r a c t
A
b
s
t
r
a
c
t
21st century medicine still faces many problems and new technologies enable us to challenge those tasks
which formerly seemed unsolvable. Modern medicine is ever more closely associated with biotechnology
and bioengineering, which constitute a strong force in the development of new treatment technologies.
Advances in medicine would not be possible without parallel development of other branches of science
molecular biology, informatics, immunology, material engineering and quantum physics. The authors
point out some interesting reports in medical sciences including genetics, oncology, diagnostic imaging,
surgery and prosthetics, which might become tools in the fight against challenges of everyday general
practice and social diseases of the 21st century.
Key words: modern medicine, new technologies, social diseases.
K
e
y
w
o
r
d
s
:
na łamach jednego artykułu wszystkich nowoSci,
Wstęp
które pojawiają się w naszej dziedzinie w ostatnich
Medycyna jest dziedziną życia oraz nauki, która
latach, dlatego też autorzy postanowili zwrócić uwa-
towarzyszy ludzkoSci od zarania dziejów. Zauważ-
gę na niektóre z nich, dotyczące takich gałęzi nauk
my, że jest ona praktycznie starsza niż choćby od-
medycznych, jak genetyka, onkologia, diagnostyka
grywające obecnie największą rolę religie, a jej roz-
obrazowa, chirurgia, protetyka. Zapoznanie się
wój jest nierozłącznie związany z rozwojem człowie-
z osiągnięciami i sukcesami medycyny XXI w. być
ka i ludzkoSci. Mimo tak rozległej historii, a może
może pozwoli nam poradzić sobie z wyzwaniami, ja-
właSnie ze względu na nią, przed medycyną XXI w.
kie stawia przed nami codzienna praktyka lekarska
stoi wciąż wiele zadań, a nowe technologie pozwa-
i walka z chorobami społecznymi.
lają podejmować te wyzwania, które kiedyS wydawa-
ły się nierozwiązywalne. JednoczeSnie należy zauwa-
W ciągu ostatniego 10-lecia XX w. liczba osób
żyć, że obecnie medycyna coraz SciSlej wiąże się
otyłych na Swiecie wzrosła z 200 do 300 mln. Wiążą
z biotechnologią i bioinżynierią, które stanowią siłę
się z tym nierozerwalnie statystyki dotyczące chorób
napędową rozwoju nowoczesnych metod leczenia.
układu sercowo-naczyniowego, nadciSnienia i cu-
Postęp w medycynie nie byłby możliwy bez równo-
krzycy, które nieubłaganie zajmują niechlubne
ległego rozwoju innych dziedzin nauki, takich jak
pierwsze miejsca wSród przyczyn SmiertelnoSci w cy-
biologia molekularna, informatyka, immunologia,
wilizowanym Swiecie. Według WHO w 2020 r. bę-
technologia, materiałoznawstwo czy fizyka kwanto- dzie ok. 300 mln chorych na cukrzycę, z czego
wa. Kongres Top Medical Trends jest najlepszą oka- aż 80% przypadków będzie wynikiem otyłoSci. Po-
zją ku temu, by zapoznać się z tymi najnowszymi dobnej eskalacji ulegają choroby zwyrodnieniowe
osiągnięciami. OczywiScie, nie sposób przedstawić oSrodkowego układu nerwowego wylicza się, że
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
8 przewodnik lekarza
w roku 2020 co piątą osobę w wieku emerytalnym w 2002 r. [1]). Wstępne wyniki pierwszej klinicz-
dotknie choroba Alzheimera. Również choroby no- nej próby zastosowania terapii genowej sugerują
wotworowe ciągle są jednym z podstawowych pro- możliwoSć istotnego zredukowania objawów choro-
blemów zdrowotnych wg WCR, w 2020 r. bę- by. W badaniu wzięło udział 12 pacjentów ze zdia-
dzie 15 mln nowych zachorowań na nowotwory zło- gnozowaną chorobą Parkinsona (przynajmniej od 5
Sliwe. Coraz większe znaczenie ma również astma, lat), którzy przestali już odpowiadać na dostępną
przewlekła obturacyjna choroba płuc oraz alergie, do tej pory terapię. Jako wektora dla genów kodu-
których liczba roSnie wraz ze skażeniem Srodowiska jących dekarboksylazę kwasu glutaminowego uży-
i żywnoSci. Według danych WHO, na POChP to wirusa AAV (adeno-associated virus). Dekarbok-
cierpi ponad 600 mln ludzi na całym Swiecie, a rocz- sylaza kwasu glutaminowego pomaga w produkcji
nie umiera z tego powodu ok. 3 mln osób. Jest to GABA, hamującego jądro podwzgórzowe, którego
czwarta, po chorobach układu krążenia, nowotwo- nadaktywnoSć, związana z zanikaniem komórek do-
rach i wypadkach, główna przyczyna zgonów w Pol- paminowych, jest typowa dla choroby Parkinsona.
sce. Co gorsze, obserwuje się stale rosnącą liczbę za- Używając włókna szklanego, badacze wprowadzili
chorowań. Podobny trend utrzymuje się w zacho- kroplę roztworu zawierającą zaprojektowanego wiru-
rowaniach na astmę, która jest jedną z najbardziej sa w obszar jądra podwzgórzowego procedurę wy-
rozpowszechnionych chorób na Swiecie. WHO sza- konano w znieczuleniu lokalnym, w czasie 48-go-
cuje, że cierpi na nią 100 150 mln osób, z czego po- dzinnego pobytu. W badaniach kontrolnych
nad 180 tys. rocznie umiera. Ratunkiem dla wszyst- po ok. 12 mies. terapii, wszyscy pacjenci wykazali po-
kich tych chorych może być rozwój medycyny prawę kontroli motorycznej Srednio o 25% (ocena
i technologii, prowadzący do opracowania nowych w skali The Unified Parkinson s Disease Rating Scale
metod leczenia i wprowadzenia ich do kanonów te- UPDRS), przy czym 5 z nich wykazało istotną
rapeutycznych. Skutkiem wieloletniego, nie zawsze poprawę o ok. 40 65% [2]. Nowe możliwoSci le-
przemySlanego stosowania chemioterapeutyków jest czenia innej choroby degeneracyjnej mózgu cho-
eksponencjalny wzrost antybiotykoopornoSci wSród roby Alzheimera otwiera niedawne odkrycie ge-
drobnoustrojów będzie to z całą pewnoScią pro- nu, przypuszczalnie silnie związanego z chorobą.
blem i wyzwanie XXI stulecia, którego rozwiąza- Do tej pory wiadomo było, że choroba Alzheimera
niem będzie odkrycie nowych leków i metod lecz- o póxnym początku wiąże się m.in. z mutacją genu
niczych. Niewątpliwie przed trudnym wyzwaniem ApoE4. Okazuje się, że jest jeszcze jeden winowaj-
stoi również transplantologia problemy związane ca SORL1 [sortilin-related receptor L (DLR
z wytwarzaniem sztucznych narządów oraz inne class) gene gen jednego z receptorów lipoprotein
techniki zastępowania ludzkich tkanek są tematem o niskiej gęstoSci zlokalizowany na chromoso-
rozważań naukowców w laboratoriach wielu krajów, mie 11q23.2-q24.2]. WłaSciwie funkcjonując
a Swiatowa medycyna pracuje wciąż nad ich rozwią- w zdrowej komórce, odpowiada on za recykling
zaniem. APP (amyloid precursor protein = białko prekurso-
rowe amyloidu), a zatem jego uszkodzenie powodu-
Od czasu odkrycia natury ludzkiego genomu, je gromadzenie się toksycznych iloSci APP i powsta-
jedną z najbardziej rozwijających się dziedzin me- wanie amyloidu [3 5]. Odkrycie to daje nadzieję
dycyny, z którą wiąże się wielkie oczekiwania jest te- na opracowanie nowej terapii genowej, skierowanej
rapia genowa. Pozostaje ona ciągle niespełnioną na- na uzupełnienie komórek o właSciwie funkcjonują-
dzieją wielu milionów chorych, wciąż ulepszaną, cy SORL1.
jednak ciągle niedoskonałą. Terapię genową próbu- Terapię genową próbuje się także wykorzystać
je się już od kilku lat stosować w chorobach gene- w leczeniu chorób nowotworowych poprzez wpro-
tycznie uwarunkowanych oraz takich, które powo- wadzenie do ich komórek genów samobójczych, im-
dowane są mutacją somatyczną np. w hemofilii B, munomodulacyjnych, antyangiogennych lub pro-
mukowiscydozie czy innych. Również w choro- apoptotycznych. Przykładem takiego działania są
bach wielogenowych o bardziej skomplikowanym próby terapii czerniaka złoSliwego. W sierp-
podłożu prowadzi się badania nad zastosowaniem niu 2006 r. na łamach pisma Science dr Steven
technik wykorzystujących terapię genową, skupio- A. Rosenberg z amerykańskiego Narodowego In-
ną na modyfikacji lub uzupełnianiu, np. brakują- stytutu Raka, poinformował o 2 przypadkach czer-
cych białek. Przykładem takiego postępowania są niaka złoSliwego, które ustąpiły w 100% pod wpły-
próby przeprowadzane w związku z chorobą Par- wem terapii genowej. Izolował on limfocyty T
kinsona (Science informował o rozpoczęciu badań od chorych, a po ich namnożeniu, wprowadzał
przewodnik lekarza 9
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
do nich, za pomocą retrowirusa, gen umożliwiający do ekspresji obcych genów, które zawiera. Na pro-
rozpoznanie komórek nowotworowych. W ten spo- dukowane białka reaguje układ odpornoSciowy, jak
sób modyfikowane limfocyty T były podawane cho- w przypadku zakażenia (w tym wypadku bardziej jak
rym. Pełną remisję uzyskano jednak tylko u 2 z 17 w przypadku alloprzeszczepu), dając dzięki temu od-
pacjentów poddanych temu typowi leczenia [6, 7]. pornoSć przeciwko konkretnym antygenom. W jed-
W styczniu 2007 r. pojawiły się doniesienia o sku- nym plazmidzie można zmieScić geny dla kilku epi-
tecznej terapii genowej tak niewdzięcznego nowo- topów, zatem można produkować szczepionki poli-
tworu, jakim jest rak płuca. Eksperyment przepro- walentne. W plazmidach stosuje się promotory takich
wadzono na myszach, podając im jednoczeSnie dwa wirusów, jak cytomegalowirus czy SV40. Obecnie
różne geny w lipidowych nanonoSnikach. Genami prowadzi się badania nad szczepionkami przeciw
tymi były p53, znany gen proapoptotyczny oraz FU- HIV, wirusom opryszczki, zapalenia wątroby typu B,
S1, którego brak wykrywano w komórkach niedrob- cytomegalii, grypy, wScieklizny, malarii, gruxlicy i in-
nokomórkowego raka płuca. Taka podwójna terapia nych. CzęSć białek produkowanych przez komórki
okazała się zmniejszać masę guza o 70 80% w cią- gospodarza podlega ekspozycji na powierzchni ko-
gu 48 godz. od aplikacji [8]. mórek w połączeniu z antygenami zgodnoSci tkan-
Niedawno jednak powstała nowa gałąx terapii kowej MHC I, dzięki czemu wywołują silną, dłu-
genowej terapia z wykorzystaniem interferencji gotrwałą odpowiedx immunologiczną i nie wymaga-
RNA. Za odkrycie zjawiska interferencji RNA, ją powtarzania szczepień [13 15]. Należy pamiętać,
które polega na wyłączaniu genów za pomocą że nie będą one efektywne przeciwko antygenom za-
krótkich, dwuniciowych fragmentów RNA, wierającym reszty cukrowe, ponieważ mogą kodo-
zeszłoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny wać jedynie polipeptydy. Niemniej jednak planuje się
i fizjologii otrzymali dwaj Amerykanie Andrew Z. wykorzystać te technologie także w leczeniu alergii
Fire i Craig C. Mello [9 11]. Za pomocą tego czy niektórych nowotworów [16].
zjawiska próbuje się wyciszać aktywnoSć niektórych W leczeniu nowotworów próbuje się wykorzystać
genów, które mogą być zaangażowane w procesy różne techniki szczepień. Z punktu widzenia orga-
nowotworowe. Prace są obecnie na etapie badań nizmu nowotwór jest obcym zbiorem komórek, któ-
przedklinicznych. W przyszłym roku rozpoczną się ry rozwija się kosztem komórek prawidłowych, za-
pierwsze badania na zwierzętach (w Polsce prowadzi bierając ich przestrzeń życiową, podkradając sub-
je Celon Pharma). stancje odżywcze i zaburzając metabolizm zdrowych
Co więcej, owa interferencja RNA może mieć komórek. Teoretycznie więc można by potraktować
niebagatelne znaczenie także w patogenezie i prze- kolonie komórek nowotworowych jak atakujące mi-
biegu chorób wirusowych. Kiedy zaczęto badać mi- kroorganizmy, a zatem system odpornoSciowy powi-
kroskopijne fragmenty RNA, wpływające na funk- nien je rozpoznać i zniszczyć stąd narodziła się
s
z
c
z
e
p
i
o
n
e
k
p
r
z
e
c
i
w
n
o
w
o
t
w
o
r
o
w
y
c
h
.
cjonowanie genomu, okazało się, że niektóre z nich idea szczepionek przeciwnowotworowych. Niestety,
interferują z genem nef wirusa HIV. Prawdopodob- sama patofizjologia choroby nowotworowej stwarza
nie właSnie te konkretne fragmenty, hamując wytwa- w tym miejscu poważne przeszkody. Po pierwsze,
rzanie białka nef, uniemożliwiają replikację wirusa problemem jest fakt, że nowotwór rozwija się z wła-
na wysokim poziomie i to dzięki nim mamy do czy- snych komórek organizmu, ulęgających przemianie
nienia z osobami okreSlanymi jako long-term non-pro- neoplazmatycznej, zatem podstawowy zestaw anty-
gressors, czyli osobnikami, którzy mimo zakażenia genów powierzchniowych najczęSciej jest nieznacz-
nigdy nie chorują na AIDS, a wirus replikuje się nie zmieniony, czasami nie na tyle, żeby został rozpo-
w ich organizmach na minimalnym poziomie. Na- znany jako obcy. Po drugie zmiana ta jest tak powol-
ukowcy starają się obecnie zbadać te zjawiska, aby na, że system immunologiczny nie zauważa
w przyszłoSci wykorzystać je w celowanej terapii momentu przejScia swojego w obce i nie wytwarza
przeciwwirusowej [12]. swoistej odpowiedzi immunologicznej. Po trzecie,
Innym kierunkiem badań, również w terapii HIV, sama odpowiedx immunologiczna, która pojawia się
s
z
c
z
e
p
i
o
n
k
i
D
N
A
są szczepionki DNA. Technika ta łączy w sobie ele- na początku procesu neoplazmatycznego i jak wia-
menty terapii genowej i modulacji układu odporno- domo eliminuje wiele nieprawidłowych komórek,
Sciowego za pomocą szczepień. Szczepionki DNA staje się czynnikiem selekcji wSród niejednorodnej
to zazwyczaj koliste plazmidy, które zawierają geny populacji komórek nowotworowych. Niektóre z klo-
kodujące antygeny konkretnych patogenów, przeciw- nów bardziej wyróżniające się immunologicznie
ko którym chcemy uzyskać odpornoSć. Taki mate- są w ten sposób eliminowane, natomiast te, które
riał, podawany zazwyczaj domięSniowo prowadzi unikają odpowiedzi immunologicznej (immune esca-
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
10 przewodnik lekarza
pe) stają się w końcu klonem dominującym, co przy- Do pierwszej grupy można zaliczyć zastosowanie
czynia się do bardzo niekorzystnego dla organizmu szczepionki BCG w leczeniu nowotworów układu
rozwoju choroby [17 19]. moczowego, do drugiej immunizację poprzez pre-
Nauka stara się przezwyciężyć powyższe proble- zentację antygenów nowotworowych, np. przeciwko
my na różne sposoby, a badania nad szczepionkami komórkom czerniaka złoSliwego, i innych. Do trze-
przeciwnowotworowymi rozwinęły się w kilku kie- ciej grupy zalicza się badane obecnie możliwoSci im-
runkach. W opracowaniu znajdują się obecnie dwa munizacji przeciwko telomerazie i innym białkom
typy szczepionek przeciwnowotworowych profi- wspólnym dla szybko i niekontrolowanie proliferują-
laktyczne zapobiegające pojawieniu się nowotwo- cych komórek. Prócz wzbudzania odpowiedzi prze-
ru oraz szczepionki terapeutyczne mające służyć re- ciw znanym antygenom konkretnego nowotworu,
dukcji, a następnie eliminacji istniejących zmian no- można także przyjąć strategię zmiany immunogen-
wotworowych, poprzez stymulację układu noSci i antygenów powierzchniowych komórek no-
odpornoSciowego gospodarza do rozpoznawania an- wotworu poprzez terapię genową i dostarczenie
tygenów komórek nowotworowych i w konsekwen- do jego wnętrza komponentów bardziej stymulują-
cji niszczenia zmian neoplastycznych. cych odpowiedx immunologiczną.
Procesy towarzyszące nowotworzeniu indukują
Wraz z rozwojem mikrobiologii i badań mole- tolerancję komórek T wobec antygenów nowotwo-
kularnych okazało się, że niektóre ze znanych no- rowych i hamują aktywnoSć komórek dendrytycz-
wotworów związane są z konkretnymi czynnikami nych. Prawdopodobnie swój udział ma też zrzucanie
infekcyjnymi. Wirusy hepatotropowe, takie jak częSci antygenów z powierzchni komórki niektórych
HBV, HCV przy przewlekłym zakażeniu mogą kolonów komórkowych [22, 23].
wywoływać nowotwory wątroby (gruczolakorak), Celem uzyskania skutecznej szczepionki przeciw-
wirus Epsteina-Barra odpowiedzialny jest za roz- nowotworowej należałoby więc zalergizować orga-
wój chłoniaka Burkitta, HHV-8 mięsaka Kapo- nizm gospodarza na komórki neoplastyczne i zwięk-
siego, wirus brodawczaka ludzkiego (HPV) szyć ich właSciwoSci immunogenne. Cel ten osiąga
za rozwój raka szyjki macicy, a wiąże się go rów- się na kilka sposobów. Przede wszystkim należy do-
nież z rakiem prącia, rakiem krtani czy rakiem brze poznać antygeny charakterystyczne dla nowo-
migdałków podniebiennych. Celem profilaktycz- tworu, niewystępujące (lub prezentowane w znacznie
nej szczepionki jest wykształcenie w zdrowym or- mniejszej iloSci) na komórkach zdrowych. Następnie
ganizmie odpornoSci przeciw patogenowi odpowie- należy zwiększyć ich właSciwoSci immunogenne, co
dzialnemu za rozwój procesu nowotworowego. osiąga się poprzez subtelne zmiany w ich strukturze
Dzięki tej odpornoSci organizm jest w stanie zwal- (np. w łańcuchu aminokwasowym antygenów biał-
czać zakażenie, nie dopuszczać do jego rozwoju, kowych), poprzez zwiększenie iloSci prezentowanych
co zmniejsza ryzyko zachorowania na raka związa- antygenów właSciwych komórkom nowotworowym
nego z daną infekcją. Zatem zaszczepienie prze- lub poprzez utworzenie kompleksu antygenu nowo-
ciwko czynnikowi infekcyjnemu eliminuje więk- tworowego z adjuwantem substancją silnie immu-
szoSć przypadków nowotworu (typowo wywołane- nogenną, będącą przynętą dla komórek układu im-
go przez wirusa). Do wielkich osiągnięć szczepień munologicznego. W związku z tym szczepionki
profilaktycznych należy niedawno wprowadzona przeciwnowotworowe mogą zawierać [24, 25]:
szczepionka przeciwko HPV, która poprzez zapo- 1) kompleksy antygenów nowotworowych z adju-
bieganie zakażeniu HPV 16 i 18 zapobiega rozwo- wantem,
jowi raka szyjki macicy [20, 21]. Od dawna znana 2) całe komórki nowotworowe,
jest szczepionka przeciwko wirusowemu zapaleniu 3) pobudzone pozaustrojowo komórki dendrytyczne,
wątroby typu B, a w trakcie badań są i inne. W ba- 4) wektory wirusowe i DNA,
daniach nad szczepionkami terapeutycznymi mo- 5) przeciwciała idiotypowe.
żna wyróżnić kilka kierunków rozwoju:
" wspomaganie i nieswoista stymulacja układu od- WSród antygenów, których właSciwoSci immuno-
pornoSciowego, genne są wykorzystywane do tworzenia szczepionek
" wzbudzanie swoistej odpowiedzi immunologicznej przeciwnowotworowych, wyróżnić można antygeny
przeciwko danemu nowotworowi i u danego pa- specyficzne dla jednego typu nowotworów, kilku ty-
cjenta, pów oraz takie, które występują również w tkankach
" indukcja odpowiedzi przeciwko antygenom wspól- zdrowych (ale w mniejszych iloSciach) [17, 24, 25].
nym dla wszystkich nowotworów. Do takich białek należy m.in. telomeraza, która wy-
przewodnik lekarza 11
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
"
stępuje w prawidłowych komórkach embrionalnych. multipotencjalne mogą dać początek kilku róż-
W komórkach nowotworowych jednak enzym ten nym typom komórek, z reguły o podobnych wła-
ulega często reaktywacji i odbudowując telomery SciwoSciach i pochodzeniu embrionalnym (np. ko-
czyni komórki nowotworowe zdolnymi do nieskoń- mórki mezenchymalne),
"
czonych podziałów pozwala zatem na nieSmiertel- unipotencjalne, inaczej komórki prekursorowe,
mogą różnicować tylko do jednego typu komórek,
noSć danego klonu. Ponieważ telomeraza występuje
lecz zachowały zdolnoSć do nieograniczonych po-
prawie we wszystkich komórkach nowotworowych,
działów.
a praktycznie nie jest produkowana w zdrowych li-
niach komórkowych, można ją przyjąć jako poten-
Ze względu na ich pochodzenie komórki macie-
cjalny uniwersalny i wysoko specyficzny cel dla im-
rzyste dzieli się na:
munizacji i terapii przeciwnowotworowej. Szcze-
" embrionalne ze xródeł embrionalnych, są toti-
pionka jest obecnie w fazie badań klinicznych
lub pluripotentne,
z udziałem chorych na raka prostaty, mających po-
" somatyczne komórki macierzyste znajdowane
twierdzić skutecznoSć, i wykluczyć ew. efekty ubocz-
w narządach dorosłych organizmów, są multipo-
ne [26 30].
tentne,
Innym kierunkiem w wakcynologii jest wyko-
" komórki progenitorowe występują w narządach
rzystanie technik biotechnologicznych do wytwo-
dorosłych osobników, służą regeneracji tkanek, są
rzenia roSlin, które zawierałyby szczepionki przeciw
unipotentne.
chorobom bakteryjnym i wirusowym. Tematem tym
zajmuje się znany i uznany polski wirusolog, pracu-
Komórki macierzyste mogą być zastosowane
jący w USA, prof. Hilary Koprowski. Fundacja Ko-
w produkcji organizmów transgenicznych, ale
prowskich prowadzi badania nad modyfikowanymi
przede wszystkim prowadzi się badania nad nimi
genetycznie w tym kierunku roSlinami również
w kierunku terapii komórkowej i medycyny regene-
w Polsce. Należy podkreSlić, że produkujące, a wła-
racyjnej [35]. Przykładem praktycznego zastosowa-
Sciwie będące szczepionkami roSliny byłyby niesa-
nia terapii somatycznymi komórkami macierzystymi
mowicie wydajną i tanią postacią profilaktyki (nie
jest stosowana od dawna transplantacja szpiku w le-
wspominając o walorach odżywczych), możliwą
czeniu nowotworów hematologicznych, czy niedo-
do produkowania również w krajach o niskim sta-
borów odpornoSci. ESC (z ang. Embryonic Stem Cell)
tusie ekonomicznym. Co więcej, roSliny nie zawie-
embrionalne komórki macierzyste mogą teoretycz-
rają patogenów szkodliwych dla człowieka, a więc
nie dać początek wszystkim możliwym tkankom,
są także bezpieczniejsze z punktu widzenia przeła-
a zatem można by wykorzystać je przy regeneracji
mywania barier międzygatunkowych [31]. Opra-
uszkodzonych tkanek i narządów. Z powodu tak ku-
cowaniem jadalnych szczepionek od dawna zajmu-
szących rezultatów, pomimo sporów etycznych pro-
ją się także inni naukowcy, np. Charles Arntzen
wadzi się wciąż eksperymenty nad zastosowaniem
z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie, który
komórek macierzystych pochodzących z embrionów,
od lat 90., jako specjalista w dziedzinie biologii mo-
a także opracowuje się inne metody, które pomogły-
lekularnej roSlin, zajmuje się tematem tych tanich,
by sporów ideowych uniknąć. W sierpniu 2006 r.
niewymagających przechowywania w niskich tem-
w piSmie Nature ukazała się praca Roberta Lanza
peraturach szczepionek [32 34].
z amerykańskiego Advanced Cell Technology w Massa-
Nadzieje terapeutyczne wiąże się też z ciągle bę-
chusetts, donosząca o wyhodowaniu 2 linii komórek
dącymi w fazie badań technikami, wykorzystujący-
macierzystych z embrionu bez jego zniszczenia.
k
o
m
ó
r
k
i
m
a
c
i
e
r
z
y
s
t
e
mi komórki macierzyste. Komórki macierzyste, ina-
Technika polega na pobraniu, w bardzo wczesnym
czej komórki pnia (ang. stem cells), są zdolne do po-
stadium rozwoju embrionu, jednej komórki i nastę-
tencjalnie nieograniczonej liczby podziałów (są
powym jej namnożeniu poza organizmem. Procedu-
nieSmiertelne zawierają m.in. aktywną telomerazę)
ra ta przypomina techniki wykorzystywane w trak-
oraz mogą różnicować się w inne typy komórek. Ze
cie zapłodnienia in vitro, kiedy również pobiera się
względu na tę drugą cechę dzieli się je na:
pojedyncze komórki do badań genetycznych, wyko-
" totipotencjalne mogą ulec zróżnicowaniu do każ- nywanych przed implantacją zarodka. Okazuje się
dego typu komórek,
jednak, że w większoSci przypadków po wszczepie-
" pluripotencjalne mogą dać początek każdemu niu komórek embrionalnych w dorosły organizm nie
typowi komórek za wyjątkiem komórek totipotent- przejmowały one właSciwych funkcji, lecz dawały po-
nych, czątek potworniakom. Mniej kontrowersyjne jest po-
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
12 przewodnik lekarza
bieranie komórek macierzystych z krwi pępowino- szpiku kostnego mogą w przyszłoSci posłużyć tak-
wej, choć nie udowodniono, aby można było prak- że do leczenia chorób nerek i być alternatywą dla
tycznie tak pobrane komórki zastosować oraz czy ich dializoterapii. U myszy, które otrzymały transplant
iloSć byłaby wystarczająca do jakiejkolwiek terapii. ze szpiku, nastąpiła istotna poprawa objawów cho-
Ostatnio opublikowano w Nature Biotechnology wy- robowych związanych z zespołem Alporta. Pacjenci
niki badań dotyczące komórek macierzystych pobra- z zespołem Alporta mają mutację genu kodującego
nych z płynu owodniowego (Amniotic Fluid-derived kolagen typu IV, co skutkuje zaburzeniami w budo-
Stem cells, AFS), które również okazują się być mul- wie błony podstawnej kłębków nerkowych.
tipotencjalne, podobnie do ESC s, rosną bardzo Raghu Kalluri, biolog z University of Harvard,
szybko i podwajają liczbę w ciągu 36 godz. W cią- USA, wraz z zespołem, wstrzyknęli szpik kostny
gu 250 podziałów komórki zachowały prawidłową w nerki myszy, które miały mutację w genie kolage-
długoSć telomerów oraz prawidłowy kariotyp. Szyb- nu IV. W celu przeSledzenia losu komórek macie-
koSć wzrostu jest cechą o ogromnym znaczeniu, rzystych, badacze wyznakowali je w ten sposób, aby
gdyż mała liczba komórek do przeszczepów, to jed- w obrazie uzyskanym za pomocą mikroskopu kon-
na z barier przy ich wykorzystaniu w terapiach. Co fokalnego fluoryzowały na zielono. TrzynaScie tygo-
ważne, w przeciwieństwie do embrionalnych, komór- dni po zabiegu, ok. 10% komórek w upoSledzonych
ki pozyskane z owodni nie tworzą guzów nowotwo- nerkach zostało wyznakowanych, włączając w to po-
rowych. Nie wiążą się z nimi także problemy etycz- docyty oraz komórki mezangialne. Nie jest do koń-
ne, takie jak podczas pozyskiwania ESC, pobiera- ca wyjaSnione, w jaki sposób zaszła przemiana (za-
nych z zarodka, który jest następnie niszczony [36]. stąpienie czy scalenie komórek macierzystych
Najnowsze badania wykazują również, że sama z uszkodzonymi komórkami gospodarza), lecz efekt
natura wykorzystuje potencjał allogenicznych ko- końcowy był istotny białkomocz zmniejszył się
mórek macierzystych podczas ciąży niewielka licz- o 70 80%, a zdolnoSć filtracyjna nerek poprawiła
ba embrionalnych komórek macierzystych dostaje się o 86% [38].
się przez pępowinę do krwiobiegu matki, zjawisko W obu powyższych przypadkach nie wiadomo,
to nazywa się mikrochimeryzmem. Można udowod- w jaki dokładnie sposób komórki macierzyste od-
nić, że te komórki przeżywają długo w organizmie najdują miejsca uszkodzone, ale prawdopodobnie
kobiety jako komórki niektórych narządów, w któ- proces informacyjny zachodzi poprzez sygnały bio-
rych wykazano, że w przeszłoSci naprawiały ich chemiczne, wysyłane przez uszkodzone komórki.
uszkodzenia. Procesy te są ewolucyjnie uzasadnio- Prowadzi się także intensywne badania w kie-
ne, gdyż rozwijający się płód ma większą szansę runku leczenia dystrofii mięSniowych za pomocą ko-
na przeżycie, jeSli matka jest zdrowa podczas mórek macierzystych. Zespół badaczy z San Raffaele
i po okresie ciąży. Przypuszczalną dużą zaletą przy- Scientific Institute w Mediolanie pobrał mezangio-
szłej terapii płodowymi komórkami macierzystymi blasty od psów rasy golden retriever z mutacją genu
byłaby ich zdolnoSć do samodzielnego odnalezienia dystrofiny (mutacja w intronie 6 powoduje całkowi-
uszkodzonych tkanek po wstrzyknięciu do krwio- ty brak tego białka u chorych osobników), który od-
biegu. Cecha ta byłaby bardzo przydatna w ogólno- powiada za powstanie choroby będącej zwierzęcym
zwyrodnieniowych uszkodzeniach układu nerwo- modelem DMD. Wykorzystując terapię genową,
wego. Naukowcy z National University of Singapore wprowadzono do komórek prawidłową wersję genu,
oraz Institute of Molecular and Cell Biology w Singa- po czym wstrzyknięto je dotętniczo w kończyny
purze w doSwiadczeniu na myszach wykazali, że zja- psów. W drugiej grupie badanej dokonano trans-
wisko to zachodzi również w przypadku tego ukła- plantacji mezangioblastów od zdrowych dawców,
du, gdzie komórki embrionu różnicują się zarówno pod osłoną immunosupresji. Powtórne dawki komó-
w neurony, jak i komórki glejowe. Nie udowodnio- rek pochodzących od zdrowych dawców przywróci-
no jeszcze, czy tak powstałe komórki są w pełni ły funkcjonowanie mięSni u czterech z pięciu psów.
funkcjonalne. Obserwacje wykazały, że komórki Wszystkie one przeżyły więcej niż 12 mies. po apli-
płodowe nie rozprzestrzeniają się w mózgu równo- kacji (typowo chore psy nie przeżywają nigdy więcej
miernie, lecz zwiększyły stężenie kilkakrotnie w re- niż rok) w przeciwieństwie do grupy kontrol-
jonach mózgu, w których wywołano uszkodzenia nej, a pierwotnie odzyskana zdolnoSć chodzenia
podobne, jak przy udarze. Wskazuje to, że uczestni- u dwóch została ponownie utracona. Komórki za-
czą one w naprawie uszkodzonej tkanki [37]. siedliły mięSnie i produkowały dystrofinę nie tylko
W innym doSwiadczeniu z udziałem myszy la- w mięSniach kończyn, do których zostały wstrzyk-
boratoryjnych wykazano, że komórki macierzyste nięte, ale w tkance mięSniowej całego organizmu,
przewodnik lekarza 13
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
łącznie z przeponą. Niestety, psy, którym zmodyfi- ryjnych. Ideą rusztowania z nanorurek jest możliwoSć
kowano ich własne komórki macierzyste nie odzy- ich dowolnego kształtowania, tak więc, gdy zostaną
skały funkcjonalnoSci mięSni, chociaż komórki pro- pokryte komórkami kostnymi pacjenta, będą idealnie
dukowały dystrofinę. Badacze chcą powtórzyć eks- pasować do luki w uszkodzonej koSci. Testowane na-
peryment z czynnikami wzrostu, aby zachęcić
norurki zbudowane są z tworzywa węglowego o bar-
większą iloSć własnych komórek psów do koloniza- dzo niskiej immunogennoSci, co redukowałoby ryzy-
cji mięSni. Zespół ma także nadzieję na przeprowa-
ko odrzucenia. W wytwarzanych dotąd nanorurkach
dzenie prób na ludziach, przy użyciu odpowiednich
problemem były zanieczyszczenia metalami ciężkimi,
komórek dawcy [39].
które powodowały obumieranie osteocytów i innych
Do tej pory wysiłki terapeutyczne w zakresie dys-
komórek. Naukowcy z zespołu prof. Zanello rozwiąza-
trofii mięSniowej były skupione głównie na próbach
li ten problem, doskonaląc proces produkcyjny two-
wyciszenia mutacji genu dystrofiny. Firma PTC
rzywa, a dzięki temu uzyskując czystszą jego wersję.
Therapeutics w South Plainfield wynalazła lek na je-
Spowodowało to, że osteocyty nie tylko rosną i dzielą
den z typów mutacji powodujący, że mechanizm
się, ale również wydzielają substancję międzykomór-
przenoszenia pomija ją. W efekcie daje to nieznacz-
kową koSci. Eksperyment jest obecnie w pierwszej fa-
nie zmienioną cząsteczkę białka, która jest funkcjo-
zie badań i nie jest jeszcze jasne, jak żywy organizm
nalna, chociaż nie tak dobra, jak prawidłowa wersja.
będzie tolerował struktury nanorurkowe, które pozo-
Lek jest w fazie testowania na chorych na DMD
stawałyby w ciele na stałe [45].
[40].
Inny kierunek to pozyskiwanie narządów
do transplantacji od zmodyfikowanych genetycznie
Techniki terapeutyczne, wykorzystujące komór-
zwierząt. Interdyscyplinarny projekt badawczy Wy-
ki macierzyste wydają się bardzo obiecujące, nie-
korzystanie genetycznie zmodyfikowanych Swiń dla po-
mniej jednak nie wolno zapominać o pewnym ryzy-
zyskiwania organów do transplantacji u człowieka
ku, jakie ze sobą niosą. Ryzyko to wiąże się przede
od 2002 r. realizowany jest także w Polsce. Uczest-
wszystkim z nowotworzeniem, które może wynikać
niczy w nim 10 zespołów naukowych, reprezentują-
z kilku aspektów. Po pierwsze, kontrola wszczepia-
cych takie specjalnoSci, jak biologia molekularna,
nych komórek macierzystych, które mają zdolnoSć
rozród zwierząt, embriologia, immunologia i chirur-
do nieograniczonych podziałów może być niedosta-
gia transplantacyjna. Pierwsza polska Swinia trans-
teczna, po drugie wszczepianie i przyjęcie owych
geniczna (z genem mogącym znieSć immunologicz-
komórek zwykle wymaga przynajmniej czasowej im-
ną barierę międzygatunkową) knur TG 1154
munosupresji, co samo w sobie obniża poziom kon-
urodziła się we wrzeSniu 2003 r., w Instytucie
troli organizmu nad procesami nowotworzenia.
Zootechniki w podkrakowskich Balicach. Została
Dla potrzeb transplantologii prowadzi się bada-
stworzona w ramach wspomnianego projektu. Co
nia nad wykorzystaniem hodowanych sztucznie ko-
najmniej kilka egzemplarzy wSród potomków tego
mórek macierzystych do tworzenia sztucznych bio-
szczególnego zwierzęcia to homozygoty, na których
narządów. Sztuczna biowątroba powstała już
można będzie prowadzić dalsze badania. Naukowcy
w 2001 r. [41], jednak z powodu obaw o przenie-
starają się uzyskać egzemplarze tak genetyczne zmo-
sienie chorób odzwierzęcych, i przełamanie bariery
dyfikowane, aby ich organy mogły posłużyć do prze-
międzygatunkowej przez niektóre patogeny (uza-
szczepów w organizmach naczelnych. Trzeci etap
sadnione po ostatnich spekulacjach na temat HIV
projektu będzie opierał się na testowaniu na małpach
i eksperymentów na naczelnych oraz innych wcze-
możliwoSci przeszczepiania zmodyfikowanych na-
Sniejszych doSwiadczeniach związanych z białkami
rządów Swini, a dalszy krok to już próby kliniczne
scrapie i chorobą szalonych krów), wciąż trwają pra-
u ludzi, jednak do ksenotransplantacji pozostała
ce nad sztuczną hodowlą ludzkich hepatocytów,
jeszcze długa droga [46]. OczywiScie i tutaj poja-
zdolnych egzystować w warunkach sztucznego na-
wia się problem ryzyka transfekcji wirusów Swini.
rządu [42 44].
Takiego ryzyka nie niosą ze sobą wynalazki będące
Naukowcy z Kalifornii opracowali technikę, która
może w przyszłoSci ułatwić hodowanie dowolnych ko- osiągnięciami bioinżynieryjnymi całkowicie sztucz-
Sci w miejscu uszkodzenia, bez koniecznoSci prze- ne narządy, jak np. sztuczne serce. Nie jest to co
prawda wynalazek całkiem nowy, gdyż pierwsze
szczepiania całych ich fragmentów. Stworzono system,
w którym osteocyty rosną na rusztowaniach z nanoru- sztuczne serca powstawały już pod koniec lat 60.,
rek o Srednicy nieprzekraczającej kilku nanometrów jednak od tamtego czasu ulegają one ciągłej ewolu-
obecnie system jest testowany na szczurach laborato- cji i udoskonalaniu.
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
14 przewodnik lekarza
Pierwsze na Swiecie całkowicie implantowalne narzędzi chirurgicznych EndoWristR. Układ jest
sztuczne serce wszczepili amerykańscy naukowcy wyposażony w system redukcji efektu drżenia rąk
w Niemczech w paxdzierniku 1999 r. Robert L. i kompensacji gwałtownych ruchów chirurga. Urzą-
Tools jest pierwszym pacjentem, któremu w 2001 r. dzenie dokonuje konwersji ruchów dłoni, nadgarst-
wszczepiono całkowicie implantowane sztuczne ser- ka i kciuka chirurga w czasie rzeczywistym na ru-
ce nowej generacji AbioCor Implantable Replace- chy instrumentów chirurgicznych umieszczonych
ment Heart. Operację wykonali Laman A. Gray Jr. w ramionach robota. Dzięki niewielkim rozmiarom
i Robert D. Dowling. Pacjent żył 151 dni. Zmarł ramion laparoskopowych możliwe jest operowanie
w wyniku wewnętrznego krwotoku spowodowane- przy minimalnym nacięciu powłok (zaledwie 1
go zaburzeniami krzepliwoSci krwi i niewydolnoScią do 2 cm), a przez to zminimalizowanie uszkodzeń
wielonarządową. Urządzenie, które mu wszczepio- tkanek. Narzędzia robota zostały zaprojektowane
no zbudowano z dwóch oddzielnych komór pompu- tak, aby zręcznoScią były jak najbardziej zbliżone
jących w ciągu minuty ponad 8 litrów krwi. Serce to do ludzkiej dłoni i nadgarstka charakteryzuje je
nie ma w ogóle przedsionków, więc bije innym ryt- aż 7 stopni swobody, potrafią również zginać się
mem niż naturalne, pompa napędzana jest tytano- pod kątem 90 stopni. Ramię endoskopowe umożli-
wym silniczkiem, zasilanym indukcyjnie przez skó- wia manewrowanie polem widzenia (przesuwanie,
rę. Pacjent nosi niewielką baterię przymocowaną obracanie, powiększanie itp.) z konsoli chirurgicz-
do paska, którą trzeba wymieniać co 6 8 godz. nej. Eliminuje to koniecznoSć wprowadzania do ze-
Urządzenie może być także zasilane niewielkim społu operacyjnego asystenta, który w trakcie trady-
akumulatorem, umożliwiającym podtrzymanie pra- cyjnych operacji jest odpowiedzialny za podtrzymy-
cy przez ok. 30 min. Pacjent, któremu wszczepiono wanie kamery. System wizyjny InSite zapewnia
ten model sztucznego serca, może się samodzielnie wyjątkowo realistyczny obraz z najbliższego otocze-
poruszać [47]. Obecnie na Swiecie żyje już kilka nia operacji chirurgicznej, uzyskany dzięki zastoso-
osób z implantowalnym sztucznym sercem, u któ- waniu laparoskopu z dwoma oddzielnymi 5-mm te-
rych nie wystąpiły żadne powikłania. leskopami, przekazującymi zsynchronizowany w fa-
Również w naszym kraju opracowuje się model zie obraz z kamer do dwóch ekranów (cathode ray
sztucznego serca. W Polsce od 1995 r. wdrożone są tube CRT), a następnie do binokularów konsoli
sztuczne komory serca opracowane w Zabrzu, stoso- sterowania. W związku z tym prawe oko chirurga
wane w pięciu klinikach. W ponad 70 przypadkach postrzega obraz z prawej kamery, a lewe odpowied-
ratowały życie chorych zarówno jako czasowe wspo- nio z lewej, dzięki czemu uzyskuje się efekt 3D. Ro-
maganie serca do czasu przeszczepu, jak i do jego re- bot znalazł zastosowanie do wykonywania cholecy-
generacji w innych wypadkach. Zyskały również do- stektomii, fundoplikacji Nissena, gastrektomii, sple-
brą opinię poza granicami kraju. Zainstalowany nektomii, kolektomii [50 53].
w Instytucie FAVALORO w Argentynie system do- Inny system operacyjny, dostępny także w Euro-
prowadził przez 3 tyg. wspomagania do skuteczne- pie, stanowi ZEUS, stworzony przez Computer Mo-
go przeszczepu serca u 27-letniego mężczyzny tion oraz jego starszy i prostszy odpowiednik
[48, 49]. AESOP Robotic System lub Endoassist, które zasad-
niczo składają się z jednego ramienia operacyjnego
Jednym z najnowszych i wciąż rozwijanych osią- oraz endoskopu, a ich głównym zadaniem była sta-
gnięć medycyny jest włączenie robotyki w operacje bilizacja kamery podczas zabiegów laparoskopowych.
chirurgiczne, co pozwala zachować większą precy- Do wad robotów należy zaliczyć duże rozmiary,
zję przy mikroskopijnym polu operacyjnym, pozwa- małą mobilnoSć urządzenia, brak superczułych czuj-
la także na przeprowadzanie operacji na odległoSć ników ucisku. Czas operacji z użyciem robotów jest
bez bezpoSredniej obecnoSci operatora. Obecnie do- wprawdzie dłuższy niż czas zabiegów klasycznych,
stępne są 3 roboty chirurgiczne: jednakże największą ich zaletą jest dokładniejsza lo-
" da Vinci Surgical System, kalizacja struktur anatomicznych i precyzyjnoSć ru-
" ZEUS Robotic Surgical System, chów w trakcie wykonywaniu zabiegu [54].
" AESOP Robotic System.
Postęp w medycynie to także ogromny postęp
Skonstruowany przez Intuitive Surgical robot chi- w diagnostyce. Przykładem nowoczesnych konstruk-
rurgiczny da Vinci składa się z konsoli sterowniczej, cji stosowanych w celu ulepszenia metod diagno-
e
n
d
o
s
k
o
p
i
a
k
a
p
s
u
ł
k
o
w
a
.
platformy z czterema interaktywnymi ramionami stycznych jest endoskopia kapsułkowa. Oprzyrządo-
po stronie pacjenta, systemu wizyjnego InSiteR oraz wanie stosowane w endoskopii kapsułkowej składa
przewodnik lekarza 15
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
się z jednorazowej, bezprzewodowej kapsułki M2A, niany powietrzem. CiSnienie w obu balonach jest
rejestratora danych, który odbiera obrazy wysyłane monitorowane przez specjalnie skonstruowaną pom-
z kapsułki oraz stacji komputerowej. Kapsułka mie- pę, stosowane ciSnienie zapewnia dobre umocowa-
rzy 11 x 26 mm i waży ok. 3,7 g. Zawiera w sobie nie końcówki aparatu i tuby w jelicie, nie powodu-
miniaturowy aparat cyfrowy, diodę pełniącą funkcję jąc jednoczeSnie traumatyzacji Sluzówki. Badanie
lampy błyskowej, nadajnik radiowy, antenę i dwie ba- przedstawia się następująco: enteroskop z założoną
terie wykorzystujące tlenek srebra. Urządzenie wy- tubą oraz balonem na końcu aparatu jest wprowa-
konuje 2 fotografie na sekundę, łącznie ok. 50 60 dzany do dwunastnicy. Gdy balon tuby osiągnie
tys. zdjęć w trakcie 8 godz. badania. Ograniczony dwunastnicę, wypełnia się powietrzem, stabilizując
czas pracy baterii (8 godz.) powoduje, że jelito gru- jej koniec w jelicie. Endoskop jest wówczas wpro-
be, a czasem także końcowy odcinek jelita krętego, wadzany tak daleko, jak jest to możliwe, tam wypeł-
pozostają niezbadane. Dane z kapsułki są na bieżąco niany jest balon na końcu aparatu, natomiast balon
przekazywane za pomocą nadajnika do rejestratora tuby jest opróżniany z powietrza. Tuba zostaje zsu-
danych, umocowanego na brzuchu pacjenta. Dopie- nięta na koniec aparatu, gdzie ponownie wypełnia-
ro po zakończeniu badania i wydaleniu kapsułki ny jest balon tuby. Po wypełnieniu obu balonów tu-
wszystkie dane są zgrywane do stacji komputerowej ba jest ostrożnie wycofywana, co powoduje skrócenie
i przetwarzane na obrazy wideo, które ocenia lekarz. badanego odcinka jelita na kształt harmonijki. Opi-
Przeciwwskazaniami do wykonania badania VCE sane czynnoSci powtarzane są wielokrotnie, kolejne
są m.in. zwężenie przewodu pokarmowego i niedroż- skracanie jelita na tubie zabezpiecza przed zapętla-
noSć, zaburzenia połykania, zaburzenia perystaltyki niem się endoskopu. W metodzie enteroskopii dwu-
jelit, przetoka jelitowa, liczne lub duże uchyłki prze- balonowej mniejsza jest zarówno liczba tworzących
wodu pokarmowego, przebyte operacje brzuszne się pętli, jak i przez skracanie jelita na tubie
i zrosty, ciąża, wszczepiony kardiostymulator. Naj- umożliwia ona dalekie wprowadzanie endoskopu
częstszym powikłaniem (0,75% wszystkich przypad- znacznie przekraczające jego długoSć oraz wpływa
ków, 1,25% pacjentów z chorobą Crohna) jest na bezpieczeństwo badania. Pewnym ograniczeniem
ugrzęxnięcie kapsułki w jelicie cienkim (NNE non metody jest doSć długi czas badania, koniecznoSć se-
natural excretion), najczęSciej w zwężeniu spowodo- dacji i duży zespół wykonujący badanie, dlatego też
wanym stosowaniem NLPZ, chorobą Crohna lub in- w wybranych przypadkach wstępnym badaniem po-
nymi chorobami. Jeżeli pacjent nie jest zdolny do po- winna być enteroskopia kapsułkowa [57, 58].
łknięcia kapsułki, istnieją endoskopowe metody
umieszczenia kapsułki w żołądku, skąd dalej już Jak donosiła prasa w grudniu ubiegłego roku,
przedostaje się bez problemu do dwunastnicy i jelita naukowcy z Pracowni Techniki Ultradxwiękowej In-
cienkiego. W przeciwieństwie do tradycyjnego en- stytutu Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akusty-
u
l
t
r
a
-
doskopu, kapsułką ani obrazem z niej pochodzącym ki Politechniki Wrocławskiej skonstruowali ultra-
d
x
w
i
ę
k
o
w
y
t
o
m
o
g
r
a
f
t
r
a
n
s
m
i
s
y
j
n
y
nie można kierować, przez co nie można powtórnie, dxwiękowy tomograf transmisyjny. Urządzenie ma
dokładniej obejrzeć konkretnego, interesującego dia- zapewnić dokładniejszy obraz, a także 2-krotnie
gnostę fragmentu przewodu pokarmowego. Niemoż- większą dokładnoSć niż klasyczne USG. W przy-
liwe jest również pobieranie wycinków do badań hi- padku badania gruczołu piersiowego, kobieta w po-
stopatologicznych ani wykonywanie żadnych na- zycji na brzuchu, zanurza pierS w noSniku ultradx-
wet najmniejszych zabiegów [55, 56]. więków, jakim jest woda, a aparatura dokonuje po-
miarów, na podstawie których generuje obraz
e
n
-
Do stosunkowo nowych metod należy także en- przestrzenny, podobnie jak w przypadku tomogra-
doskopia dwubalonowa, którą opisał w 2001 r. Hiro- fu komputerowego czy rezonansu magnetycznego.
d
o
s
k
o
p
i
a
d
w
u
b
a
l
o
n
o
w
a
,
nori Yamamoto. W nowej technice zastosowano tu- Na razie aparatura jest testowana w laboratoriach,
bę o mniejszej giętkoSci niż endoskop, zabezpiecza- niemniej jednak wyniki są bardzo obiecujące.
jącą przed tworzeniem pętli w jelicie cienkim.
Urządzenie składa się z endoskopu oraz półelastycz- Inna szybko rozwijająca się gałąx nauki, łącząca
nej tuby zewnętrznej i pompy powietrznej. Odpo- medycynę z biomechaniką, to nowoczesna protetyka.
wiednio zamocowany na końcówce aparatu latekso- Przykładem znanego jej zastosowania jest tzw. ręka
wy balon może być napełniany powietrzem i opróż- bioniczna proteza, która dzięki zaimplantowanym
niany za pomocą pompy przez kanał powietrzny w mięSniach piersiowych sensorom, podłączonym
endoskopu. Miękka, półelastyczna tuba zaopatrzo- do nerwów kontrolujących pracę łokci, nadgarstków
na jest na końcu również w lateksowy balon napeł- i dłoni reaguje na polecenia, docierające z centralnego
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
16 przewodnik lekarza
układu nerwowego. Dalej poszli konstruktorzy Cy- nie. System opiera się na okularach z bezprzewodo-
berhand, za poSrednictwem której użytkownik może wym przekaxnikiem i minikamerą rejestrującą obraz.
poczuć dotyk. Nerwy zostały w niej połączone ze Okulary przekazują rejestrowane informacje do proce-
skomplikowanym systemem czujników dotyku i tem- sora, noszonego przez użytkownika przy pasie, który
peratury, motorów, stawów i kontrolerów [59]. Na in- przetwarza informacje, tak jak robi to zdrowa siatków-
nej zasadzie działają nowoczesne protezy kończyn ka oka, po czym za pomocą impulsów elektrycznych
dolnych często konstruowane specjalnie dla spor- przesyła dane o obrazie do zaimplantowanego ukła-
towców. Firma Bionic Technology by Ossur wprowadzi- du połączonego z nerwem wzrokowym. Co prawda
ła urządzenie o nazwie Power Knee protezę, która implant nie zapewnia odzyskania pełnej ostroSci wzro-
jest kontrolowana przez sztuczną inteligencję wspo- ku, ale dla osób pozbawionych całkowicie bodxców wi-
magającą naturalne chodzenie, wstawanie i wspinacz- zualnych jest to i tak rewolucyjne rozwiązanie. System
kę po schodach. Użytkownik zakłada na nogę but ze ma wejSć do sprzedaży w Europie w 2008 r., o ile
specjalną wkładką, która przesyła informacje na te- przejdzie pozytywnie dalsze testy [63].
mat sposobu chodzenia do protezy, dostosowując jej
pracę do potrzeb pacjenta [60]. Przedstawione zagadnienia ukazują niewielką
Bardziej zaawansowanym urządzeniem, sprzęga- cząstkę opublikowanych już w czasopismach nauko-
jącym układ nerwowy człowieka z maszynami jest wych, czy przedstawionych w mediach opinii pu-
wynalazek firmy Cyberkinetics BrainGate implan- blicznej osiągnięć i postępów nauk medycznych.
towany interfejs pozwalający osobom z uszkodze- Technologie te często są już stosowane lub są w trak-
niem kręgosłupa sterować komputerem, przełączni- cie badań klinicznych. Nasze zestawienie nie obej-
kami i zrobotyzowanym ramieniem za pomocą muje wielu zasłyszanych relacji, jeszcze nieopubliko-
mySli. Implant rejestruje bezpoSrednio aktywnoSć wanych i niepotwierdzonych, choć wstępne doniesie-
kory mózgowej i przesyła ją do zewnętrznego nia dają nadzieję na obiecujące rezultaty. Ogromna
wzmacniacza, który przetwarza ją na sygnały kon- praca naukowców na całym Swiecie, w zaciszu labo-
trolujące urządzenia, co umożliwia kontakt nawet ratoriów i gabinetów prowadzi ludzkoSć drobnymi
z osobami, które nie mają żadnej możliwoSci ruchu, kroczkami, potem milowymi krokami ku nowym
czy też mowy [61]. strategiom diagnostyczno-terapeutycznym, mającym
Istnieją też coraz nowoczeSniejsze materiały służyć jej zdrowiu. Nie jest możliwe przedstawienie
wspomagające rekonwalescencję tkanek i uzupełnia- na łamach jednego artykułu choćby większoSci no-
jące ich ubytki, jak sztuczna skóra integra, czy też winek medycznych pojawiających się co roku w Swie-
sztuczne pochewki Scięgniste, również produkowa- cie, dlatego też autorzy podejmując się zadania przy-
ne przez Integra Life Sciences. TenoGlide jest sztucz- bliżenia co bardziej interesujących, w naszej opinii,
nym pokrowcem ochraniającym Scięgno podczas go- zagadnień zdają sobie sprawę, że jest to praca wyma-
jenia, np. w okresie pooperacyjnym, zapobiegając je- gająca kontynuacji. JednoczeSnie czerpiąc wielką
go przyrastaniu do właSciwej pochewki Scięgnistej. przyjemnoSć z poznawania nowych Scieżek nauki
Jest on zbudowany z porowatego materiału, w skład i niezmierzonej ludzkiej inwencji w dziedzinach
którego wchodzą kolagen i glikozaminoglikany [62]. związanych ze zdrowiem i życiem człowieka, mamy
nadzieję, że przy okazji następnego Kongresu Top
Nowoczesna protetyka to także protetyka narzą- Medical Trends, będziemy mogli zrelacjonować dal-
dów zmysłów. Dzięki nowej technologii implantów Sli- sze jej sukcesy w diagnostyce i terapii.
makowych, wszczepianych bezpoSrednio do ucha we-
Piśmiennictwo
wnętrznego, ponad 80% głuchych pacjentów może
odzyskać słuch. Obecnie ponad 40 tys. dzieci i doro- 1. Luo LJ, Kaplitt MG, Fitzsimons HL, et al. Subthalamic
GAD gene therapy in a Parkinson s disease rat model.
słych na całym Swiecie używa implantów Slimakowych.
Science 2002; 298: 425-9.
Trwają wciąż badania nad sztucznym narządem wzro-
2. Neurologix, Inc. Press Release: Neurologix Announces
ku. Do tej pory pracuje się nad implantami siatków-
Successful Completion of First Ever Phase I Gene Therapy
kowymi, które przekazywałyby obraz z mikrokamery
Trial for Parkinson s Disease. Web site: http://www.
poprzez elektrody, wysyłając impulsy elektryczne bez- neurologix.net/
3. Shah S, Yu G. sorLA: sorting out APP. Mol Interv 2006;
poSrednio do włókien nerwu wzrokowego. Europej-
6: 74-6, 58.
scy naukowcy z firm Intelligent Medical Implants i IIP-
4. Spoelgen R, von Arnim CA, Thomas AV, et al. Interaction
-Technologies stworzyli urządzenie o nazwie Learning
of the cytosolic domains of sorLA/LR11 with the amyloid
Retinal Implant System (uczący się system implantowa-
precursor protein (APP) and beta-secretase beta-site
nej siatkówki), który ma spełniać właSnie takie zada- APP-cleaving enzyme. J Neurosci 2006; 26: 418-28.
przewodnik lekarza 17
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
5. Andersen OM, Reiche J, Schmidt V, et al. Neuronal sorting 21. Villa LL, Costa RL, Petta CA, et al. Prophylactic
protein-related receptor sorLA/LR11 regulates processing quadrivalent human papillomavirus (types 6, 11, 16, and 18)
L1 virus-like particle vaccine in young women:
of the amyloid precursor protein. Proc Natl Acad Sci
a randomised double-blind placebo-controlled multicentre
USA 2005; 102: 13461-6.
phase II efficacy trial. Lancet Oncol 2006; 6: 271-8.
6. New Method of Gene Therapy Alters Immune Cells for
22. Ochsenbein AF, Klenerman P, Karrer U, et al. Immune
Treatment of Advanced Melanoma; Technique May Also
surveillance against a solid tumor fails because of
Apply to Other Common Cancers. National Institutes of
immunological ignorance. Proc Natl Acad Sci
Health (NIH) News /http://www.nih.gov/news/pr/
USA 1999; 96: 2233-8.
/aug2006/nci-31b.htm/
23. Spiotto MT, Schreiber H. Rapid destruction of the tumor
7. Morgan RA, Dudley ME, Rosenberg SA, et al. Cancer
microenvironment by CTLs recognizing cancer-specific
regression in patients mediated by transfer of genetically
antigens cross-presented by stromal cells. Cancer
engineered lymphocytes. Science Express. Online
Immun 2005; 5: 8.
August 31, 2006.
24. Paschen A, Eichmuller S, Schadendorf D. Identification of
8. Deng WG, Kawashima H, Wu G, et al. Synergistic tumor
tumor antigens and T-cell epitopes, and its clinical application.
suppression by coexpression of FUS1 and p53 is associated
Cancer Immunol Immunother 2004; 53: 196-203.
with down-regulation of murine double minute-2 and
25. Parmiani G, Pilla L, Castelli C, et al. Vaccination of patients
activation of the apoptotic protease-activating factor
with solid tumours. Ann Oncol 2003; 14: 817-24.
1-dependent apoptotic pathway in human non-small cell
26. Safety and Dose Study of GRN163L Administered Weekly
lung cancer cells. Cancer Res 2007; 67: 709-17.
to Treat Patients With Chronic Lymphocytic Leukemia
9. Fire A, Xu S, Montgomery MK, et al. Potent and specific
(CLL), ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00124189,
genetic interference by double-stranded RNA in
Health Authority: United States: Food and Drug
Caenorhabditis elegans. Nature 1998; 391: 806-11.
Administration, ClinicalTrials.gov processed this record
10. Timmons L, Tabara H, Mello CC, et al. Inducible
on 2006-02-27.
Systemic RNA Silencing in Caenorhabditis elegant. Mol
27. Phase I Study of Telomerase: 540-548 Peptide Vaccine
Biol Cell 2003; 14: 2972-83.
Emulsified in Montanide ISA-51 and Sargramostim
11. Grishok A, Pasquinelli AE, Conte D, et al. Genes and
(GM-CSF) in Patients With HLA-A2-Expressing
mechanisms related to RNA interference regulate expression
Stage IV Breast Cancer, ClinicalTrials.gov Identifier:
of the small temporal RNAs that control C. elegans
NCT00124189, Health Authority: United States: Food and
developmental timing. Cell 2001; 106: 23-34.
Drug Administration, ClinicalTrials.gov processed this
12. Hariharan M, Scaria V, Pillai B, et al. Targets for human record on 2006-02-27.
encoded microRNAs in HIV genes. Biochem Biophys Res 28. Vaccine and Antibody Treatment of Prostate Cancer,
Commun 2005; 337: 1214-8. Phase I Trial of a PSA based Vaccine and an anti-CTLA-4
Antibody in Patients with Metastatic Androgen
13. Liu MA, Wahren B, Karlsson Hedestam GB. DNA
Independent Prostrate Cancer. ClinicalTrials.gov
vaccines: recent developments and future possibilities. Hum
Identifier:NCT00113984, Health Authority:United States:
Gene Ther 2006; 17: 1051-61.
Federal Government, ClinicalTrials.gov processed this
14. Giacalone M, Sabbadini R, Chambers A, et al. Immune
record on 2006-02-27.
responses elicited by bacterial minicells capable of
29. A Phase I/II Pilot Study of Sequential Vaccinations with
simultaneous DNA and protein antigen delivery.
rFowlpox-PSA (L155)-TRICOM (PROSTVAC-F/
Vaccine 2006; 24: 6009-17.
/TRICOM) Alone, or in Combination with rVaccinia-PSA
15. Garg S, Oran AE, Hon H, et al. The hybrid
(L155)-TRICOM (PROSTVAC-V/TRICOM), and the
cytomegalovirus enhancer/chicken beta-actin promoter
Role of GM-CSF, in Patients with Prostate Cancer
along with woodchuck hepatitis virus posttranscriptional
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00060528, Health
regulatory element enhances the protective efficacy of DNA
Authority:United States: Federal Government,
vaccines. J Immunol 2004; 173: 550-8.
ClinicalTrials.gov processed this record on 2006-02-27.
16. Sigalotti L, Coral S, Fratta E, et al. Epigenetic modulation
30. A Phase 1, Evaluation of Transgenic Lymphocyte
of solid tumors as a novel approach for cancer
Immunization Vaccine in Subjects With Prostate
immunotherapy. Semin Oncol 2005; 32: 473-8.
Adenocarcinoma ClinicalTrials.gov Identifier:NCT00061035,
17. Parmiani G, Castelli C, Dalerba P, et al. Cancer
Health Authority: United States: Food and Drug
immunotherapy with peptide-based vaccines: what have we
Administration, ClinicalTrials.gov processed this record
achieved? Where are we going? J Natl Cancer
on 2006-02-27.
Inst 2002; 94: 805-18.
31. Koprowski H. Vaccines and sera through plant
18. Marincola FM, Jaffe EM, Hicklin DJ, et al. Escape of
biotechnology. Vaccine 2005; 23: 1757-63.
human solid tumors from T cell recognition: molecular
32. Arntzen C, Plotkin S, Dodet B. Plant-derived vaccines and
mechanisms and functional significance. Adv Immunol
antibodies: potential and limitations. Vaccine 2005;
2000; 74: 181-271.
23: 1753-6.
19. Srivastava PK. Immunotherapy of human cancer: lessons
33. Huang Z, Elkin G, Maloney BJ, et al. Virus-like particle
from mice. Nat Immunol 2000; 1: 363-6.
expression and assembly in plants: hepatitis B and Norwalk
20. Majewski S, Sikorski M (red.). Szczepionki przeciw
viruses. Vaccine 2005; 23: 1851-8.
genitalnym typom HPV. W: Szczepienia przeciw HPV.
34. Maloney BJ, Takeda N, Suzaki Y, et al. Challenges in
Profilaktyka raka szyjki macicy i innych zmian związanych creating a vaccine to prevent hepatitis E. Vaccine 2005;
z zakażeniami HPV. Wyd. Czelej, Lublin 2006; s. 169-94. 23: 1870-4.
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
18 przewodnik lekarza
35. Tuch BE. Stem cells a clinical update. Aust Fam 57. Milewski J, Rydzewska G. Enteroskopia dwubalonowa
Physician 2006; 35: 719-21; Gardner RL. Stem cells: nowa technika diagnostyki i terapii endoskopowej chorób
potency, plasticity and public perception. J Anat 2002; jelita cienkiego. Przegl Gastroenterol 2006; 1: 54-59.
58. Li XB, Ge ZZ, Dai J, et al. The role of capsule endoscopy
200: 277-82.
combined with double-balloon enteroscopy in diagnosis of
36. Coppi P De, Bartsch G Jr, Siddiqui MM, et al. Isolation
small bowel diseases. Chin Med J (Engl) 2007; 120: 30-5.
of amniotic stem cell lines with potential for therapy. Nat
59. Dario P, Micera S, Menciassi A, et al. CYBERHAND
Biotechnol 2007; 25: 100-6.
a consortium project for enhanced control of powered
37. Tan XW, Liao H, Sun L, et al. Fetal microchimerism in the
artificial hands based on direct neural interfaces. 33rd Neural
maternal mouse brain: a novel population of fetal progenitor
Prosthesis Workshop, Bethesda, MD, USA, Oct. 16-
or stem cells able to cross the blood-brain barrier? Stem
18, 2002.
Cells 2005; 23: 1443-52.
60. http://www.ossur.com.
38. Sugimoto H, Mundel TM, Sund M, et al.
61. Hochberg LR, Serruya MD, Donoghue JP, et al. Neuronal
Bone-marrow-derived stem cells repair basement membrane
ensemble control of prosthetic devices by a human with
collagen defects and reverse genetic kidney disease.
tetraplegia. Nature 2006; 442: 164-71.
PNAS 2006; 103: 7321-6.
62. Bhavsar D, Tenehaus M. Role of INTEGRA as biomechanical
39. Sampaolesi M, Blot S, Cossu G, et al. Mesoangioblast stem
barrier in prevention of post-operative tendon adhesions.
cells ameliorate muscle function in dystrophic dogs.
Presented at American Burn Association Annual Meeting,
Nature 2006; 444: 552-3.
April 2006/ http://www.integra-ls.com/products/?product=274/.
40. PTC Therapeutics Announces Encouraging Preliminary
63. Wickelgren I. Early stage artificial eyes are competing in
Phase 2 Results of PTC124 in Duchenne Muscular Dystrophy/
the clinic, giving blind volunteers a glimpse of the future.
http://www.ptcbio.com/4.1_news.aspx#PR102106/.
A Vision For The Blind. Science Vol. 312, 26.05.2006;
41. Gaspari R, Pennisi MA, Mignani V, et al. Artificial liver
/www.intmedimplants.de/.
support as a bridge to orthotopic liver transplantation in
a case of acute liver dysfunction on non-alcoholic
prof. dr hab. med. Andrzej Steciwko
steatohepatitis (NASH). Z Gastroenterol 2001; 39
lek. Dominika Reksa
(supl. 2): 15-7.
Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej
42. Chamuleau RA, Deurholt T, Hoekstra R. Which are the
Akademii Medycznej we Wrocławiu
right cells to be used in a bioartificial liver? Metab Brain kierownik Katedry i Zakładu
prof. dr hab. med. Andrzej Steciwko
Dis 2005; 20: 327-35.
43. Shinoda M, Tilles AW, Kobayashi N, et al. A bioartificial
liver device secreting interleukin-1 receptor antagonist for
the treatment of hepatic failure in rats. J Surg Res 2007;
137: 130-40.
44. Lee PJ, Hung PJ, Lee LP. An artificial liver sinusoid with
a microfluidic endothelial-like barrier for primary hepatocyte
culture. Biotechnol Bioeng 2007; Feb 7.
45. Zanello LP, Zhao B, Hu H, et al. Bone cell proliferation on
carbon nanotubes. Bone Cell Proliferation on Carbon
Nanotubes. Nano Lett 2006; 6: 562-7.
46. http://www.izoo.krakow.pl.
47. Samuels L. The AbioCor totally implantable replacement
heart. Am Heart Hosp J 2003; 1: 91-6.
48. http://www.silaserca.pl/polskie_sztuczne_serce.html.
49. http://www.polskieserce.pl/opolskimsercu.html.
50. Mohr CJ, Nadzam GS, Curet MJ. Totally Robotic
Roux-en-Y Gastric Bypass. Arch Surg 2005; 140: 779-86.
51. Stefanidis D, Korndorffer JR, Scott DJ. Robotic
Laparoscopic Fundoplication. Curr Treat Options
Gastroenterol 2005; 8: 71-83.
52. D Annibale A, Morpurgo E, Fiscon V, et al. Robotic and
laparoscopic surgery for treatment of colorectal diseases. Dis
Colon Rectum 2004; 47: 2162-8.
53. Bann S, Khan M, Hernandez J, et al. Robotics in surgery. J
Am Coll Surg 2003; 196: 784-95.
54. Heemskerk J, van Dam R, van Gemert WG, et al. First
results after introduction of the four-armed da Vinci
Surgical System in fully robotic laparoscopic
cholecystectomy. Dig Surg 2005; 22: 426-31.
55. Eliakim R. Wireless capsule video endoscopy: three years
of experience. World J Gastroenterol 2004; 10: 1238-9.
56. Wrońska E, Polkowski M, Butruk E. Endoskopia
kapsułkowa. Gastroenterol Pol 2004; 11: 453-9.
przewodnik lekarza 19
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Co może animacja komputerowa Wywiad z twórcą Katedry [d 2005]Co może być z Zarządzania Procesami Inwestycyjnymi opracowaneCo psychoterapeutom przyniesie nowa ustawa Omówienie projektu ustawy o niektórych zawodach medycznycCo może Wyższe JaCo może jeść króliczekCo może zrobić dorosły, aby oswoić dziecko ze szkołąco może być dowodem księgowymco moze wyzsze jawięcej podobnych podstron