Selhání orgánů a nedostatek krve zůstávají zásadními výzvami v medicíně. Více než 100 000 pacientů v USA je v současnosti na čekacích listinách na transplantaci orgánů a téměř 20 lidí denně zemře, protože nestihnou včas obdržet transplantát vox.com. Aby se tato krize vyřešila, vědci a biotechnologičtí inovatoři hledají nejmodernější řešení – od umělých krvinek pěstovaných v laboratořích, přes laboratorně pěstované tkáně a organoidy (miniaturní orgány) vytvořené z kmenových buněk, až po xenotransplantace (použití zvířecích orgánů pro lidi). Tyto přístupy, které dříve patřily do říše sci-fi, zaznamenaly v posledních letech pozoruhodný pokrok. Tato zpráva zkoumá nejnovější vědecký vývoj v oblasti umělé krve, tkání a organoidů; komercializaci a regulatorní pokrok směrem k laboratorně pěstovaným transplantátům; průlomy v xenotransplantaci s geneticky modifikovanými prasaty; pohledy odborníků a etické úvahy; a co můžeme očekávat v příštích 5–10 letech.
Umělé krvinky: laboratorně pěstovaná a syntetická krevní náhražka
Vědci se přibližují k umělé krvi, která by mohla doplňovat nebo nahrazovat lidskou krev při transfuzích. Umělá krev existuje ve dvou formách: laboratorně pěstovaná krev (kultivované lidské krvinky) a syntetická krev (zcela uměle vytvořené molekuly přenášející kyslík) aljazeera.com. Koncem roku 2022 dosáhli vědci ve Velké Británii milníku, když transfundovali laboratorně pěstované červené krvinky lidským dobrovolníkům – první zkouška tohoto druhu na světě aljazeera.com. Tento malý pokus testoval bezpečnost a životnost laboratorně kultivovaných červených krvinek v krevním oběhu a znamenal počáteční krok k použití laboratorně pěstované krve pro pacienty se vzácnými krevními skupinami nebo v naléhavých případech. Další raná studie v Japonsku přibližně ve stejnou dobu úspěšně testovala „hemoglobinové váčky“ – drobné umělé náhražky červených krvinek – na několika dobrovolnících a zjistila, že dokážou přenášet kyslík s pouze mírnými, přechodnými vedlejšími účinky aljazeera.com.
Navzdory těmto slibným začátkům jsou umělé krevní produkty stále ve fázi výzkumu a zatím nejsou dostupné pro běžné použití aljazeera.com. Produkce červených krvinek mimo tělo je stále nákladná a pomalá. Před deseti lety se odhadovalo, že výroba jedné jednotky laboratorně vypěstované krve stojí přes 90 000 dolarů; nové metody tuto cenu snížily na méně než 5 000 dolarů za jednotku, což je však stále mnohem více než několik set dolarů za darovanou jednotku krve aljazeera.com. Zvýšení produkce na úroveň klinické poptávky je velkou výzvou, stejně jako zajištění toho, aby laboratorně vyrobené buňky fungovaly stejně dobře jako přirozené aljazeera.com. „Toto je nový typ produktu pro jakéhokoli regulátora, což znamená, že se pohybujeme na neznámém území,“ vysvětlil Dr. Cedric Ghevaert, profesor transfuzní medicíny, s odkazem na regulační překážky v tom, jak budou agentury jako FDA klasifikovat a schvalovat laboratorně vypěstovanou krev aljazeera.com. Regulátoři diskutují, zda by tyto produkty na bázi buněk měly být považovány za biologické léky, nebo spíše za krev určenou k transfuzím, což ovlivní schvalovací proces aljazeera.com.Mezitím jsou také vyvíjeny plně syntetické krevní náhražky pro nouzové použití. Například americká armáda investovala 46 milionů dolarů do „ErythroMeru“, lyofilizovaného syntetického krevního produktu, který má být univerzální (není třeba určovat krevní skupinu) a stabilní bez nutnosti chlazení aljazeera.com. V Japonsku se výzkumníci z lékařské univerzity v Naře připravují na první klinickou zkoušku na lidech umělých červených krvinek, které lze skladovat až dva roky při pokojové teplotě english.kyodonews.net. Významné je, že tyto umělé buňky jsou navrženy jako univerzální pro všechny krevní skupiny – neobsahují žádné antigeny krevních skupin – takže by mohly být podány komukoli bez nutnosti shody english.kyodonews.net. Japonská studie, která má začít začátkem roku 2025, bude zahrnovat infuzi 100–400 ml umělé krve zdravým dobrovolníkům za účelem posouzení bezpečnosti english.kyodonews.net. Pokud bude úspěšná, tým doufá, že bude mít praktický produkt přibližně do roku 2030 english.kyodonews.net, což by mohlo být světové prvenství v této oblasti.
Lékařská potřeba, která tyto snahy pohání, je značná. S př stárnoucí populací a častými nedostatky krve, zejména při katastrofách nebo v odlehlých oblastech, by hotová náhrada krve mohla zachraňovat životy. „Potřeba umělých krvinek je ‘značná’, protože v současnosti neexistuje žádná bezpečná náhrada za [lidské] červené krvinky,“ říká profesor Hiromi Sakai, jeden z japonských výzkumníků english.kyodonews.net. Umělá krev by mohla být nasazena v odlehlých „krevních pouštích“ nebo válečných zónách, kde je uložená krev vzácná, a mohla by poskytovat vzácné krevní skupiny na vyžádání aljazeera.com. Odborníci si také představují laboratorně pěstovanou krev přizpůsobenou pro vzácné krevní skupiny, které je obtížné získat od dárců aljazeera.com. Přesto bude pravděpodobně trvat ještě několik let klinických zkoušek a technických vylepšení, než bude umělá krev vyráběna komerčně ve velkém aljazeera.com. Nadšení je velké, že nakonec univerzální umělá krev by mohla způsobit revoluci v urgentní medicíně a transfuzích, ale praktické využití se očekává spíše až v druhé polovině této dekády nebo později.
Laboratorně pěstované tkáně a orgány pro transplantace
Výzkumníci také dosahují pokroku v oblasti tkáňového inženýrství – pěstování nebo tisk lidských tkání a orgánů v laboratoři pro transplantace. Vizí je vytvářet transplantovatelné kůže, chrupavky, cévy a dokonce i pevné orgány, buď z vlastních buněk pacienta, nebo z kmenových buněk, aby se zmírnil nedostatek orgánů. Tato oblast zahrnuje pokročilé techniky jako 3D biotisk, stejně jako kultivaci organoidů a tkáňových scaffoldů v bioreaktorech.
Průlomy v 3D biotisku
3D biotisk používá specializované tiskárny k vrstvení živých buněk jednu po druhé, čímž vytváří tkáně podobně, jako běžná 3D tiskárna vytváří plastové objekty labiotech.eu. „Inkoust“ v biotisku je ve skutečnosti bio-inkoust: směs živých buněk a biomateriálů (například hydrogelů), které poskytují strukturální podporu labiotech.eu. Pomocí digitálních plánů – často získaných z MRI nebo CT snímků – mohou biotiskárny vytvářet tvary tkání, které odpovídají anatomii pacienta labiotech.eu. Za poslední dvě desetiletí došlo k průkopnickým úspěchům v tisku jednoduchých tkání. Již v roce 2001 například lékaři biotiskli scaffold močového měchýře osazený buňkami pacienta a úspěšně implantovali v laboratoři vypěstovaný měchýř pacientovi labiotech.eu. Nedávno, v 2022, dvacetiletá žena v USA obdržela 3D-tištěný ušní implantát vyrobený z jejích vlastních chrupavčitých buněk – světově první úspěch biotechnologického startupu 3DBio Therapeutics labiotech.eu. A v roce 2023 provedli chirurgové v Jižní Koreji průlomovou transplantaci průdušnice (trachey) pomocí 3D-tištěného tracheálního štěpu vyrobeného na míru pacientovi sciencefocus.com. Umělá průdušnice byla vytvořena z biodegradovatelného scaffoldu (polycaprolaktonu) a osazena pacientovými vlastními buňkami, a pozoruhodně pacient nepotřeboval žádné imunosupresivní léky po transplantaci sciencefocus.com. O šest měsíců později se implantovaná průdušnice dobře hojila a dokonce začala vytvářet nové krevní cévy, což ukazuje, že tělo začalo umělý orgán přijímat sciencefocus.com.
Tyto případy ukazují potenciál biotisku pro personalizované tkáňové štěpy. Nicméně vytisknout velký, složitý orgán, jako je srdce nebo ledvina, který by dlouhodobě fungoval v lidském těle, je nesmírně obtížný úkol. „Jsme ještě ‘daleko’ od transplantace složitých, životně velkých 3D-tištěných orgánů do lidí,“ poznamenal vědec v oblasti biomateriálů Didarul Bhuiyan a zdůraznil tak obecně sdílený názor, že plně tištěná srdce nebo plíce jsou stále vzdálené 20–30 let labiotech.eu. Větší orgány vyžadují složitě uspořádané typy buněk a vnitřní sítě krevních cév, které současná biotisková technologie zatím nedokáže v lidském měřítku vytvořit labiotech.eu. Přesto však pokrok zrychluje. V roce 2022 společnost United Therapeutics (také lídr v oblasti xenotransplantací) 3D vytiskla lidskou plicní kostru včetně 4 000 kilometrů kapilár a 200 milionů alveol (plicních sklípků) – strukturu, která v testech na zvířatech dokázala vyměňovat kyslík jako skutečná plíce labiotech.eu. Tato tištěná plicní „kostra“ zatím není plně živou plící, ale je to významný krok tímto směrem; společnost si klade za cíl vyvinout transplantovatelné biotištěné plíce pro lidské klinické zkoušky během několika let labiotech.eu. Výzkumníci z Telavivské univerzity rovněž biotiskli malé „králičí“ srdce obsahující buňky, struktury krevních cév a komory – v laboratoři dokonce vykazovalo srdeční tep labiotech.eu. A v roce 2024 tým vedený Harvardem představil novou metodu biotisku pro výrobu hustých cévních sítí: vytiskli drobné krevní cévy vystlané lidskými svalovými a endotelovými buňkami, které velmi věrně napodobují přirozené cévy uvnitř části srdeční tkáně labiotech.eu. Tento pokrok v tisku cév byl označen za „významný posun směrem k možnosti vyrábět implantovatelné lidské orgány“ labiotech.eu, protože zásobení orgánu krví je jednou z nejtěžších překážek při inženýrství celých orgánů.Komerční investice do 3D biotisku odráží jeho potenciál. Globální trh s biotiskem byl v roce 2022 oceněn na přibližně 2 miliardy dolarů a předpokládá se, že do roku 2030 poroste o více než 12 % ročně labiotech.eu. Řada biotechnologických startupů a výzkumných spin-offů se zaměřuje na tisk tkání pro specifické lékařské aplikace – od chrupavky pro opravu kloubů po pankreatickou tkáň pro léčbu diabetu. Jak uvedl Dr. Paulo Marinho z biotechnologické firmy T&R Biofab, „I když je příliš brzy říci, že 3D biotisk by mohl být řešením současného nedostatku orgánů, rozhodně zvyšuje naděje na částečné vyřešení problému u některých orgánů nebo specifických indikací, nebo alespoň na překlenutí mezery mezi klasickými zdravotnickými prostředky a transplantacemi orgánů“ sciencefocus.com. Jinými slovy, biotištěné konstrukty by mohly sloužit jako dočasné nebo částečné náhrady (jako v případě průdušnice) nebo podporovat selhávající orgány, i když zatím nemůžeme vytisknout plně funkční nové srdce. Tkáně s nižším rizikem, jako je kůže, cévy nebo chrupavka, se pravděpodobně dostanou k pacientům jako první. Ve skutečnosti v roce 2024 došlo k prvnímu schválení laboratorně vypěstovaného tkáňového implantátu FDA: inženýrský produkt krevní cévy s názvem Symvess, který může být použit jako nouzový štěp u zraněných pacientů (více níže) fda.gov. Jak se techniky biotisku zlepšují, mohou v příštích letech přijít další „hybridní“ přístupy, kdy budou tištěné tkáňové náplasti nebo části orgánů použity k opravě nebo posílení lidských orgánů.
Organoidy a bioinženýrské orgánové tkáně
Vedle 3D tisku vědci využívají kmenové buňky k pěstování miniaturních orgánů v laboratoři, známých jako organoidy. Organoidy jsou drobné (často milimetrové) 3D shluky buněk, které se samoorganizují do struktur, jež napodobují skutečné orgány – například mini-mozky, mini-játra nebo mini-srdce – včetně některých typů buněk a mikroskopické anatomie celého orgánu news.stanford.edu. Již více než deset let jsou organoidy neocenitelné ve výzkumu: mozkové organoidy pomáhají studovat neurologický vývoj, střevní organoidy modelují trávicí onemocnění a podobně news.stanford.edu. Organoidy však historicky čelily jednomu omezení: žádné krevní cévy. Bez cévního systému, který by dodával kyslík a živiny, mohly organoidy vyrůst pouze do velikosti sezamového semínka (několik milimetrů), než jejich jádro začalo hladovět a odumírat news.stanford.edu. Toto velikostní omezení znamenalo, že organoidy zůstávaly daleko od měřítka potřebného pro terapeutické využití.
V roce 2025 došlo k zásadnímu průlomu, který tento problém vyřešil – výzkumníci ze Stanfordovy univerzity oznámili vytvoření prvních vaskularizovaných organoidů: v laboratoři vypěstovaných lidských srdečních a jaterních organoidů, které si samy vytvořily drobné krevní cévy news.stanford.edu. Optimalizací koktejlu růstových faktorů podávaných kmenovým buňkám tým přiměl organoidy, aby vytvořily nejen srdeční svalové nebo jaterní buňky, ale také endoteliální buňky a buňky hladkého svalstva, které se samy uspořádaly do větvených sítí krevních cév news.stanford.edu. Pod mikroskopem měly výsledné srdeční organoidy realistické mikro-cévy, které procházely srdeční tkání a rozváděly živiny po celém mini-orgánu news.stanford.edu. To je zásadní změna v oblasti organoidů: „Schopnost pěstovat vaskularizované organoidy překonává hlavní překážku v oboru,“ řekl Dr. Oscar Abilez, spoluautor studie ze Stanfordu news.stanford.edu. Díky vestavěným kapilárám mohou organoidy nyní růst větší a přežít déle. Také dosahují zralejšího, funkčního stavu, což z nich činí lepší modely pro testování léků a studium nemocí – a potenciálně i lepší stavební bloky pro terapii news.stanford.edu.
Výzkumníci si představují, že v budoucnu by organoidy odvozené od pacienta mohly být použity k opravě poškozených orgánů. Například místo čekání na transplantaci srdce by pacient se srdečním selháním mohl dostat implantát laboratorně vypěstované srdeční tkáně vytvořené z jeho vlastních buněk. Pokud by tyto tkáňové štěpy byly vaskularizované, mohly by se integrovat s krevním oběhem pacienta a dále žít a fungovat. „Myšlenka je, že pokud mají organoidy cévní systém, mohly by se propojit s cévami hostitele, což jim dá větší šanci na přežití,“ vysvětlil Dr. Abilez news.stanford.edu. Již nyní probíhají první kroky tímto směrem. Koncem roku 2023 evropští vědci implantovali záplatu laboratorně vypěstované srdeční svaloviny na selhávající srdce 46leté ženy jako terapii „most k transplantaci“ statnews.com. Záplata, vypěstovaná z kmenových buněk do podoby listu bijící srdeční svaloviny, částečně obnovila funkci srdce během několika měsíců a účinně „remuskularizovala“ oblasti poškozené předchozím infarktem statnews.com. To pomohlo udržet pacientku stabilní, dokud později neobdržela transplantaci srdce od dárce statnews.com. V Německu nyní probíhá klinická studie s 15 pacienty, která má dále testovat tyto inženýrské srdeční záplaty pro pokročilé srdeční selhání statnews.com. Takto bioinženýrská tkáň zatím není určena k úplné náhradě transplantace srdce, ale jak poznamenal kardiochirurg vedoucí studii, nabízí „novou léčbu pacientům, kteří jsou v současnosti v paliativní péči a mají úmrtnost 50 % do 12 měsíců“ – dává jim tak více času a zlepšenou funkci srdce při čekání na orgán od dárce statnews.com. Externí odborník, Dr. Richard Lee z Harvardu, ocenil tento úspěch jako „opravdu pozoruhodný… hrdinský výkon“, kdy se srdeční záplaty z kmenových buněk dostaly z laboratorních studií na opicích až k lidským pacientům statnews.com. „Myslím, že je to důležitý krok vpřed,“ řekl novinářům, ačkoli upozornil „Nechci, aby z toho byli pacienti [příliš] nadšení“, dokud větší studie neprokážou dlouhodobé přínosy statnews.com.
Za hranicemi srdce se i další laboratorně pěstované tkáně blíží reálnému využití. V prosinci 2024 učinil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) průlomové rozhodnutí, když schválil první tkáňově inženýrský terapeutický produkt pro široké použití: acelulární štěp lidské krevní cévy nazvaný Symvess fda.gov. Tento produkt, vyvinutý společností Humacyte Inc., je v podstatě laboratorně vytvořená cévní kostra – vzniklá kultivací lidských cévních buněk na biodegradabilní matrici, po které jsou buňky odstraněny a zůstane trubice bohatá na kolagen, která napodobuje přirozenou tepnu fda.gov. Chirurgové mohou Symvess vzít ze skladu a implantovat jej pacientovi k nahrazení poškozené tepny, a protože neobsahuje žádné živé buňky (pouze lidskou extracelulární matrix), je riziko imunitního odmítnutí nízké fda.gov. FDA schválil Symvess konkrétně pro akutní opravy traumatických poranění tepen nohy, když nejsou k dispozici vlastní žíly pacienta fda.gov. Toto je situace, která často nastává při vojenských zraněních nebo vážných nehodách. „Dnešní schválení poskytuje důležitou další možnost léčby pro osoby s cévním traumatem, vyrobenou pomocí pokročilé technologie tkáňového inženýrství,“ uvedl Dr. Peter Marks, ředitel centra pro biologické produkty FDA fda.gov. Produkt byl testován u více než 50 pacientů; ve většině případů se podařilo obnovit průtok krve, což nabízí řešení zachraňující končetinu pro některé, kteří by jinak čelili amputaci fda.gov. Symvess je také označen jako prioritní produkt Ministerstvem obrany USA díky svému potenciálu léčit zranění vojáků fda.gov. Jeho schválení – se speciálními označeními FDA jako RMAT (Regenerative Medicine Advanced Therapy) pro urychlení posouzení – signalizuje, že regulátoři stále více podporují, aby se pokroky v regenerativní medicíně dostávaly k pacientům <a href=“https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-acellular-tissue-engineered-vessel-treat-vascular-trauma-extremities#:~:text=The%20application%20received%20Priorfda.gov. Ověřuje to také širší oblast: další bioinženýrské tkáně (kožní štěpy, chrupavky atd.) mohou následovat, pokud prokážou svou bezpečnost a účinnost.Všechny tyto pokroky v oblasti biotisku a tkáňového inženýrství ukazují, že laboratorně pěstované tkáně se postupně přesouvají z laboratoře do klinické praxe. Viděli jsme první úspěchy u lidí s relativně jednoduchými strukturami (jako jsou průdušnice a krevní cévy) a dokonce i rané klinické studie s komplexnějšími tkáňovými náplastmi. Zatímco tisk plně funkčních orgánů, jako jsou ledviny nebo játra, je stále vzdálenou budoucností, použití laboratorně pěstovaných tkání k opravě nebo vylepšení orgánů se stává realitou. Vědci také zkoumají kreativní hybridy – například použití zvířecích orgánů jako „bioreaktorů“ pro pěstování lidských orgánů pomocí kmenových buněk (v jedné studii z roku 2022 byly lidské kmenové buňky injikovány do prasečích embryí, aby se zjistilo, zda se může vyvinout chimérický lidsko-prasečí orgán) labiotech.eu. Pro takové přístupy stále existují významné vědecké a etické překážky a výsledky jsou pravděpodobně vzdálené deset let nebo více labiotech.eu. Mezitím kombinace kmenové biologie, genové editace a biofabrikace otevírá nové možnosti, jak řešit selhání orgánů bez nutnosti lidského dárce. „Ačkoli jsme možná ještě několik desetiletí od schválení prvního 3D biotištěného orgánu, lze říci, že by to mohla být klíčová oblast v budoucnosti transplantací orgánů,“ uzavírá jedna analýza labiotech.eu. Pokrok v posledních několika letech – včetně první schválené bioinženýrské cévy a prvních úspěšných implantací biotištěných orgánů – naznačuje, že tyto futuristické terapie se postupně stávají uskutečnitelnými.
Xenotransplantace: Prasečí orgány pro lidi – pokrok a etika
Jednou z obzvláště odvážných strategií, jak vyřešit nedostatek orgánů, je xenotransplantace: transplantace orgánů z jiného druhu, obvykle prasat, do lidských pacientů. Prasata se stala preferovaným zdrojem díky velikosti a fyziologii jejich orgánů, které jsou podobné lidským, a také proto, že moderní genetické inženýrství dokáže upravit prasečí orgány tak, aby lépe vyhovovaly lidskému tělu labiotech.eu. V lednu 2022 byl svět svědkem historické xenotransplantace: chirurgové implantovali geneticky upravené prasečí srdce sedmapadesátiletému Davidu Bennettovi, který umíral na srdeční selhání a neměl žádné jiné možnosti léčby labiotech.eu, vox.com. Tato experimentální operace, provedená na základě zvláštního povolení FDA pro soucitné použití, byla poprvé, kdy geneticky upravené prasečí srdce udrželo při životě lidského pacienta – Bennett žil přibližně dva měsíce s prasečím srdcem bijícím v jeho těle vox.com. Ačkoli on i několik dalších prvních příjemců prasečích orgánů nakonec zemřeli (zatím žádný nepřežil déle než několik měsíců) vox.com, labiotech.eu, tyto případy poskytly neocenitelná data a prokázaly, že prasečí orgány mohou v lidském těle alespoň krátkodobě fungovat.
Důvodem, proč se xenotransplantace stává nyní životaschopnou, je příchod pokročilých nástrojů pro úpravu genů (jako je CRISPR). Po celá desetiletí pokusy transplantovat orgány šimpanzů nebo paviánů do lidí končily katastrofálně – často kvůli okamžité imunitní reakci nebo smrtelnému přenosu viru – a takové pokusy byly z velké části zastaveny vox.com. Prasata jsou však geneticky vzdálenější od lidí (což snižuje určité riziko přenosu virů mezi druhy) a co je klíčové, jejich genomy lze upravit tak, aby se zmírnily problémy s odmítnutím labiotech.eu, vox.com. Biotechnologické společnosti vyšlechtily prasata s desítkami genetických úprav, aby jejich orgány byly více kompatibilní s lidským tělem. Například startup eGenesis se sídlem v Bostonu oznámil prasata s 69 genetickými úpravami: odstraněním prasečích genů, které spouštějí imunitní útoky člověka, a přidáním lidských genů, které regulují kompatibilitu krve a další funkce labiotech.eu. Tato prasata měla také inaktivovaný prasečí virový gen (PERV), aby se zabránilo přenosu viru labiotech.eu. Společnost United Therapeutics prostřednictvím své dceřiné firmy Revivicor podobně vyšlechtila prasata s deseti genetickými úpravami, přičemž jedno z těchto prasat bylo zdrojem prasečího srdce transplantovaného panu Bennettovi labiotech.eu.V uplynulém roce regulační orgány začaly schvalovat formální klinické studie k testování prasečích orgánů u lidí – což je významný krok nad rámec ojedinělých případů ze soucitu. Začátkem roku 2025 udělil FDA společnosti United Therapeutics povolení zahájit první klinickou studii transplantovaných prasečích ledvin u pacientů s konečným stadiem selhání ledvin labiotech.eu. Studie, která má začít v polovině roku 2025, transplantuje upravené prasečí ledviny United (označované jako „UKidney“) do počáteční skupiny šesti dobrovolníků, aby bylo možné důkladně posoudit bezpečnost a účinnost labiotech.eu. Další společnost, eGenesis, získala na konci roku 2024 povolení pokračovat s malou studií v rámci soucitného použití svých prasečích ledvin: první transplantace byla provedena 25. ledna 2025 v Massachusetts General Hospital u 66letého muže se selháním ledvin labiotech.eu. Pacient obdržel prasečí ledvinu s výše zmíněnými 69 genovými úpravami a pozoruhodné je, že orgán fungoval natolik dobře, že po transplantaci nepotřeboval dialýzu – poprvé za více než dva roky mohl být bez dialýzy labiotech.eu. Další dva pacienti mají v roce 2025 v rámci této série obdržet prasečí ledviny eGenesis labiotech.eu. Tyto studie si kladou za cíl prokázat dlouhodobější přežití a funkci prasečích orgánů u lidí. Pokud by pacienti mohli žít mnoho měsíců nebo dokonce let s prasečí ledvinou, znamenalo by to dramatický pokrok a naději pro tisíce lidí na dialýze. Výzkumníci také plánují klinické studie s prasečím srdcem, jakmile budou k dispozici další data; v letech 2022 a 2023 týmy v New Yorku a jinde testovaly prasečí srdce v tělech lidí s mozkovou smrtí, aby zjistily, jak dlouho mohou udržet funkci (jedno takové srdce bilo 61 dní v těle s mozkovou smrtí, což je rekord) nyulangone.org.
Počáteční výsledky jsou opatrně povzbudivé, ale obor otevřeně přiznává zbývající nejistoty. Odmítnutí může nastat i při silné imunosupresi a genetických úpravách – lidský imunitní systém může prasečí orgán stále pomalu poškozovat. S pokrokem xenotransplantace jsou také spojeny etické otázky. Bioetici upozorňují, že první příjemci prasečích orgánů v podstatě podstupují velmi rizikové, experimentální zákroky s malou šancí na dlouhodobé přežití, což vyvolává otázky informovaného souhlasu a zneužívání zoufale nemocných pacientů vox.com. „Na první pohled se toto úsilí může jevit jako pýcha,“ napsal jeden komentátor a poukázal na morální napětí mezi obrovským příslibem prasečích orgánů a skutečností, že dosud každý pacient zemřel během několika měsíců vox.com. Obavy se týkají i zvířat – produkce orgánů pro lidi znamená chov prasat jako dárce orgánů, často ve vysoce kontrolovaných laboratorních podmínkách. Společnosti jako United Therapeutics vybudovaly špičková zařízení pro chov prasat bez patogenů, aby chovala dárce prasat ve sterilním prostředí (jeden takový chov byl otevřen ve Virginii v roce 2024, navržený pro chov asi 125 prasat ročně v bio-bezpečných podmínkách) ir.unither.com, cbsnews.com. O blaho těchto prasat a etiku využívání zvířat tímto způsobem se vede aktivní debata. Zastánci tvrdí, že pokud může prasečí orgán zachránit lidský život, může to být eticky ospravedlnitelné, zejména pokud jsou prasata chována humánně; skupiny na ochranu práv zvířat jsou skeptičtější a vyzývají k hledání alternativ, jako jsou syntetické orgány.
Navzdory těmto debatám považuje mnoho odborníků na transplantace xenotransplantaci za nezbytné a dočasné řešení nedostatku orgánů. Více než 100 000 pacientů nyní potřebuje orgány (jen v USA) vox.com, a i ty nejoptimističtější scénáře pro laboratorně vypěstované orgány naznačují desítky let dalšího výzkumu. Prasečí orgány jsou naproti tomu k dispozici již dnes. Klíčem je prokázat, že mohou bezpečně fungovat. Vědci jsou optimističtí, že díky postupným vylepšením – možná kombinací lepších genetických úprav a nových léků regulujících imunitu – prodlouží příští pokusy přežití prasečích orgánů v lidském těle z pouhých měsíců na rok nebo déle. „Mnozí lídři v oboru říkají, že právě letos prasečí orgány přesvědčivě prokážou, že mohou pomoci zmírnit zoufalý nedostatek lidských orgánů,“ uvádí článek v časopise Science science.org. Pokud nadcházející pokusy s ledvinami ukážou alespoň částečný úspěch, mohlo by to otevřít cestu k rozsáhlejším klíčovým studiím a případnému schválení některých prasečích orgánů k transplantaci FDA, potenciálně během příští dekády. Regulátoři budou tyto experimenty pečlivě sledovat; bezpečnostní protokoly (k zamezení přenosu infekcí mezi druhy) a výsledky pacientů určí časový harmonogram. V nejlepším případě by se do konce 20. let 21. století mohla xenotransplantace posunout z experimentální fáze k oficiálně schválené klinické terapii selhání ledvin nebo srdce. V nejhorším případě by nečekané komplikace (například imunitní reakce) mohly pokrok zpozdit a výzkumníky vrátit zpět do laboratoře.
Kromě vědeckých výzev bude xenotransplantace i nadále vyvolávat etické a společenské diskuse. Probíhající debaty zahrnují otázky, jak vybírat pacienty pro pokusy s prasečími orgány, jak zajistit transparentní souhlas a jak dohlížet na zvířecí stránku věci. Jak poznamenala etička L. Syd Johnson, první pokusy s xenotransplantací sahají desítky let zpět (například slavný případ Baby Fae z roku 1984, kdy bylo kojenci transplantováno paviání srdce), a i tehdy byly tyto pokusy kontroverzní vox.com. Dnes máme díky lepší vědě i lepší etické rámce, ale veřejné přijetí bude záviset na tom, zda tyto transplantace skutečně zachraňují nebo prodlužují život. Pokud prasečí ledviny nebo srdce budou schopny pacienty dlouhodobě udržet při životě, poptávka bude obrovská – a stejně tak potřeba rozšířit produkci prasečích orgánů způsobem, který je eticky i medicínsky přijatelný.
Výhled: příštích 5–10 let
Nadcházející desetiletí bude pravděpodobně obdobím zásadní proměny regenerativní medicíny a transplantací. Přestože přetrvávají výzvy, stálý proud průlomů v posledních letech naznačuje, že to, co dříve vypadalo jako sci-fi – výroba lidských orgánů a krve – se pomalu stává realitou.
V příštích pěti letech můžeme očekávat více klinických studií a možná první schválení v několika oblastech:
- Umělá krev: Probíhající klinické studie, jako je britský výzkum laboratorně pěstované krve a nadcházející japonská studie umělé krve, objasní bezpečnost a životnost laboratorně vytvořených krevních buněk aljazeera.com, english.kyodonews.net. Odborníci doufají, že do roku 2030 překonají finanční překážky a začnou používat laboratorně pěstovanou krev pro specifické potřeby – například pro dodávky vzácných krevních skupin nebo léčbu pacientů s komplikovanými transfuzními potřebami english.kyodonews.net. Syntetické krevní produkty jako ErythroMer by se mohly dostat do pokročilých klinických studií, zejména pro vojenské nebo nouzové použití. Regulační úřady budou muset vytvořit nové směrnice pro schvalování krve, která nepochází od lidských dárců, což je proces, který již probíhá aljazeera.com. Pokud bude pokrok pokračovat, během 5–10 let bychom mohli vidět omezené komerční využití umělé krve v záchranných službách nebo odlehlých oblastech, ačkoli úplná náhrada systému dobrovolného dárcovství krve pravděpodobně potrvá mnohem déle (pokud vůbec někdy).
- Laboratorně pěstované tkáně: V blízké budoucnosti se k pacientům nejdříve dostanou relativně jednodušší laboratorně pěstované tkáně. Již jsme viděli tkáňově inženýrskou kůži a chrupavku v experimentálním použití u popálenin a poranění kolene a s přibývajícími daty by mohly získat regulační schválení. Schválení cévního štěpu Symvess FDA v roce 2024 fda.gov pravděpodobně otevírá dveře i dalším acelulárním štěpům (např. tkáňově inženýrské šlachy, srdeční chlopně nebo nervové vodiče), pokud prokážou klinický přínos. Během 5–10 let by biotisk mohl přinést komerční tkáňové náplasti pro určité aplikace – například biotištěné jaterní náplasti pro dočasnou podporu selhávajících jater nebo tištěné kostní/chrupavčité kompozity pro ortopedickou chirurgii. Startupy na těchto produktech aktivně pracují a rostoucí trh naznačuje slibnou řadu kandidátů.
- Organoidy a buněčné terapie: Pokroky v oblasti organoidů budou mít v krátkodobém horizontu největší dopad na výzkum a vývoj léků, ale zároveň přispívají i k regenerativním terapiím. Úspěch klinické studie se srdeční náplastí statnews.com naznačuje, že buněčné terapie (implantace v laboratoři vypěstovaných buněk nebo tkání) by se mohly stát běžnějšími. Za 5–10 let bychom se mohli dočkat regulačního schválení prvních terapií, při nichž bude k léčbě orgánu implantována tkáň odvozená z kmenových buněk. To by mohlo zahrnovat náplasti ze srdeční svaloviny pro pacienty po infarktu nebo shluky pankreatických ostrůvkových buněk pro diabetiky 1. typu. Takové léčby by pravděpodobně byly označeny jako pokročilé biologické přípravky a procházely by přísnými klinickými zkouškami, ale precedent je již nyní vytvářen studiemi, jako je ta v Německu. Navíc, jakmile budou organoidy vaskularizované a větší news.stanford.edu, začne se stírat hranice mezi „organoidem pro výzkum“ a „implantovatelnou tkání“. Je představitelné, že za deset let by pacient s onemocněním jater mohl dostat infuzi jaterních organoidů k obnovení části jaterní funkce – tento koncept již vědci testují na zvířatech.
- Xenotransplantace: Následující roky budou klíčové pro transplantace z prasete na člověka. Pokud budou mít klinické studie transplantací ledvin od společností United Therapeutics a eGenesis pozitivní výsledky (například prasečí ledviny budou u pacientů bez komplikací fungovat několik měsíců), bude to přelomový okamžik. Za 5 let (2030) bychom mohli vidět větší klinickou studii fáze II/III s prasečími ledvinami a možná i s prasečími srdci. Optimisticky by první podmíněná schválení pro xenotransplantační orgán mohla být možná během ~10 let, pravděpodobně u transplantací ledvin, protože pacienti se selháním ledvin mají jako zálohu dialýzu (což činí studie o něco bezpečnějšími). Na druhou stranu jakýkoli vážný neúspěch – například neočekávané imunitní reakce nebo přenos virů – by mohl pokrok zpomalit a zdůraznit potřebu dalších genetických úprav prasat. Regulační orgány jako FDA zaujmou konzervativní přístup a budou vyžadovat silné důkazy o bezpečnosti a přínosu pro pacienty. Z etického hlediska mohou být také pořádána veřejná slyšení nebo vypracovány pokyny, jak prasečí orgány nasazovat, pokud se stanou životaschopnými – včetně dohledu nad chovem prasat a získáváním informovaného souhlasu od pacientů, kterým bude prasečí orgán nabídnut. Mezinárodně mohou hrát roli i další země (například Čína má aktivní výzkum xenotransplantací) při rozvoji nebo schvalování této technologie. Stručně řečeno, do poloviny 30. let 21. století by se xenotransplantace mohla posunout z experimentální fáze k život zachraňující možnosti pro některá onemocnění orgánů a dramaticky rozšířit dostupnost orgánů – ale bude nutné překonat vědecké, regulační a etické složitosti v mezidobí.
Při pohledu dále do budoucnosti by konvergence těchto oblastí mohla nakonec udržitelným způsobem vyřešit nedostatek orgánů. Je možné, že biotisk a kmenové buňky nakonec umožní výrobu plně implantovatelných lidských orgánů, čímž by se odstranila závislost na dárcích nebo zvířatech. Současný odborný konsenzus je, že vytištění složitého orgánu nebo jeho vypěstování z kmenových buněk do stavu vhodného k transplantaci bude vyžadovat nejméně dalších 20 let výzkumu a vývoje labiotech.eu. Postupné pokroky však budou i nadále přinášet pacientům výhody – například transplantace bez imunosupresiv (již prokázané v případě 3D tištěné průdušnice) by se mohly stát běžnějšími, jakmile se naučíme personalizovat tkáně a orgány pro každého pacienta sciencefocus.com. Vlády a veřejné agentury zvyšují podporu regenerativní medicíny: USA a EU spustily iniciativy a dotační programy na podporu biofabrikačních technologií a regulační cesty (jako je označení RMAT od FDA) jsou nastaveny tak, aby urychlily schvalování slibných terapií fda.gov. Zapojení hlavních vládních orgánů také pomáhá se standardizací etických postupů, například zajištěním dobrých životních podmínek zvířat při xenotransplantacích nebo spravedlivého přístupu pacientů k laboratorně vypěstovaným orgánům, jakmile budou dostupné.
Závěrem lze říci, že oblast umělé krve, orgánů a tkání postupuje na několika frontách. Jen za posledních 12 měsíců jsme byli svědky světově prvních úspěchů – od laboratorně vypěstované krve u lidí aljazeera.com, přes 3D tištěné části těla zachraňující životy sciencefocus.com, přes prasečí ledviny udržující člověka bez dialýzy labiotech.eu, až po záplaty ze srdeční svaloviny oživující selhávající srdce statnews.com. Každý průlom přináší své vlastní výzvy a varovné lekce, ale dohromady signalizují budoucnost, kdy potřeba orgánu nebo krve už nebude znamenat čekání na lidské dárce. Místo toho by pacienti mohli dostat řešení na míru: možná lahvičku vyrobené krve, nebo regenerovanou tkáň vypěstovanou z jejich vlastních buněk, nebo ano – dokonce prasečí orgán geneticky upravený přímo pro ně. K dosažení této vize bude zapotřebí pokračující vědecké vynalézavosti, důkladného klinického testování, pečlivé regulace a promyšleného etického dohledu. Jak to jeden odborník výstižně shrnul, „rozhodně to zvyšuje naděje“, že můžeme „částečně vyřešit problém“ nedostatku orgánů v nedaleké budoucnosti sciencefocus.com. Při vytrvalém úsilí v příštím desetiletí by se to, co je dnes experimentální, mohlo stát běžnou praxí – přinášet laboratorně a zvířecím způsobem vypěstované záchranné prostředky pacientům, kteří je potřebují, a zahájit tak novou éru transplantací.
Zdroje: Nedávné zprávy a odborné komentáře o umělé krvi, tkáňovém inženýrství a xenotransplantaci, včetně Al Jazeera aljazeera.com, Labiotech.eu labiotech.eu, BBC Science Focus sciencefocus.com, Stanford Medicine News news.stanford.edu, FDA Press Release fda.gov, Vox vox.com a Nature/STAT reporting statnews.com.
