Na świecie każdego roku przeprowadza się około 100 tys. przeszczepów nerek, co setny w Polsce. To zdecydowanie mniej niż liczy grupa pacjentów, którzy takiej operacji potrzebują.

Niewykorzystany obszar w transplantacji nerek

Nerki do przeszczepów mogą być pobrane zarówno od żywych dawców jak i od zmarłych. W tej drugiej grupie większość, bo 9 na 10 przypadków, stanowią pacjenci, u których stwierdzono śmierć mózgu. W niektórych krajach nawet 40 proc. organów pobieranych jest od osoby, u której doszło do nieodwracalnego zatrzymania akcji serca. W Polsce ten obszar zupełnie nie jest wykorzystany. Problemem jest czas na pobranie organu do przeczepienia i okres braku efektywnego przepływu utlenowanej krwi przez narządy.

Jak wydłużyć czas przydatności organów do przeszczepu?

Tzw. złote standardy, które obowiązują od czterech dekad, zalecają włożenie pobranego organu do lodu, czyli tzw. statyczne chłodzenie. W takich warunkach dobry jakościowo narząd może być przechowywany relatywnie bezpiecznie kilka godzin (w wypadku nerki nawet do 24 godzin). Niestety metoda ta ma wiele ograniczeń – nie tylko nie pozwoli na jego regenerację, szczególnie gdy pozostawał on w organizmie dawcy niedotleniony dłużej niż kilka minut, ale nawet nie zatrzyma procesu jego obumierania z powodu niedokrwienia. Nic więc dziwnego, że od lat naukowcy na całym świecie szukają sposobu, jak wydłużyć czas przydatności organów do przeszczepów oraz zmniejszyć uszkodzenie, do jakiego dochodzi po ustaniu krążenia. 

Czym jest system NanOX?

Odpowiedzią na te potrzeby współczesnej transplantologii ma być innowacyjny system NanOX, opracowywany przez specjalistów z NanoGroup.

- NanOX to kompleksowy i autorski system urządzeń oraz innowacyjnych płynów do pozaustrojowego przechowywania, a także regeneracji organów do przeszczepienia, który powstał w naszym warszawskim laboratorium – tłumaczy Piotr Mierzejewski, dziś wiceprezes spółki, wcześniej związany m.in. z branżą farmaceutyczną. – Tworzą go: płyn perfuzyjny NanOX 4K, uniwersalne urządzenie perfuzyjne NanOX Recovery Box, monitorujące funkcje życiowe narządu oraz autorski protokół perfuzji.

Udana próba przedkliniczna

Przydatność rozwiązania potwierdzono szeregiem eksperymentów, ostatni z nich z 2023 r., zakończył się udaną perfuzję nerki, która trwała ok. 6 dób. Przygotowywały one zespół badawczy pod kierownictwem prof. dr. hab. n. med. Macieja Kosieradzkiego z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, prezesa Polskiego Towarzystwa Transplantologicznego, do najważniejszego testu, czyli operacji autotransplantacji, która odbyła się w lipcu 2024 r.

- To był prawdopodobnie jeden z najbardziej skomplikowanych i zaawansowanych technologicznie zabiegów, jaki obecnie przeprowadza się w naszym kraju w ramach badań przedklinicznych i klinicznych. Jednocześnie należy podkreślić, że jako pierwsi z powodzeniem wykonaliśmy zabieg autotransplantacji nerki z wykorzystaniem syntetycznego płynu prezerwacyjnego pozbawionego hemoglobiny w warunkach subnormotermii. W praktyce była to udana próba przedkliniczna, ale pacjentem nie mógł być jeszcze człowiek, więc przeprowadziliśmy ją u świni domowej – tak o eksperymencie mówi prof. Kosieradzki, który pracę przy projekcie łączy z obowiązkami kierownika Kliniki Ogólnej i Transplantacyjnej w Szpitalu Klinicznym Dzieciątka Jezus.

Na czym polegał eksperyment?

Eksperyment polegał na pobraniu jednej nerki od zwierzęcia po 30-minutowym zatrzymaniu krążenia, przeprowadzeniu jej perfuzji płynem NanOX i z wykorzystaniem urządzenia NanOX Recovery Box w warunkach pozaustrojowych w subnormotermii, tj. w temperaturze 25 stopni Celsjusza, przez 12 godzin.

Technologia ta, w połączeniu z unikalnym płynem NanOX 4K, który wykorzystuje nanocząsteczki, by dostarczać tlen do organu i odbierać dwutlenek węgla, umożliwia dostarczanie organowi niezbędnych substratów do metabolizmu, natlenienia i odżywiania. W praktyce oznacza to, że nerka przez cały ten czas nie tylko zachowała swoją przydatność do przeszczepienia, ale również zachodziły w niej procesy regeneracji.

W kolejnym etapie, po tym jak badacze usunęli drugą nerkę, wszczepili zwierzęciu organ, który wcześniej poddano perfuzji pozaustrojowej. Następnie, przez kolejne dwa tygodnie, prowadzono intensywną obserwację, monitorując stan zdrowia „pacjentki” i funkcjonowanie przeszczepionej nerki.

- Już w ósmej dobie po zabiegu zwierzę uzyskało pełną sprawność, podobnie jak przeszczepiona nerka, co zresztą potwierdziły wyniki badań biochemicznych – wspomina dr hab. n. biol. Inż. Jarosław Woliński z PAN.

Nowe możliwości w transplantologii

Udana autotransplantacja to ważny krok w kierunku komercjalizacji systemu NanOX, uważa Piotr Mierzejewski. - Wyniki naszego eksperymentu otwierają nowe możliwości w dziedzinie transplantologii. Udowodniliśmy, że nasz system nie tylko pozwala przechowywać organy znacznie dłużej, ale też umożliwia ich regenerację, a kto wie, czy w przyszłości także leczenie – ocenia wiceprezes NanoGroup S.A.

Prof. Kosieradzki wierzy, że to przełomowe odkrycie może wkrótce stać się standardem w leczeniu pacjentów oczekujących na nowe organy. – Opracowane przez NanoGroup rozwiązanie to prawdziwa rewolucja. Możliwość utrzymywania organów w warunkach pozaustrojowych przez wiele dni i ich jednoczesnej regeneracji, pozwoliłoby znacznie zwiększyć liczbę wykonywanych transplantacji. To szansa, na którą od lat czekają dziesiątki tysięcy pacjentów na całym świecie – mówi ekspert.

Udana autotransplantacja to kolejny z kroków milowych, jakie znalazły się w strategii NanoGroup S.A. na lata 2023 - 2025. Przed zespołem teraz czas na kolejne testy, a także certyfikację rozwiązania. – Stąd już niedaleka droga do komercjalizacji projektu – podsumowuje Mierzejewski.

O NanoGroup

NanoGroup na rynku działa od 2016 r. i powstała w wyniku połączenia spółek realizujących innowacyjne projekty nanotechnologiczne, opracowane przez prof. dr hab. inż. Tomasza Ciacha. Grupę NanoGroup tworzą obecnie NanoSanguis, NanoVelos, NanoThea oraz NanoSynth (w likwidacji). Od 2017 roku NanoGroup jest notowana na Giełdzie Papierów Wartościowych w Warszawie.

Aktualnie NanoGroup prowadzi prace nad trzema kluczowymi projektami:

1. systemem NanOX, czyli innowacyjnym systemem perfuzji organów,

2. substytutem krwi, czyli produktem, który w przyszłości zrewolucjonizuje m.in. ratownictwo medyczne, ale i będzie odgrywał kluczową rolę w innych obszarach działalności człowieka, także o charakterze pozamedycznym,

3. platformą dla nanocząstek polisacharydowych, stosowanych przy celowanych terapiach lekowych.

W portfolio NanoGroup znajdują się już zrealizowane i skomercjalizowane projekty, takie jak nanoformulacja leku stosowanego w leczeniu hipercholesterolemii oraz innowacyjna powłoka maseczek ochronnych o właściwościach antywirusowych, antybakteryjnych i antygrzybiczych.

Czytaj również:

Przeszczepy: wyrażanie zgody to nie jest dobry kierunek

Przy kawie o transplantologii - dzień przed 24 Biegiem po Nowe Życie

Przeszczepy: jak zwiększać gotowość do przekazania narządów? (wideo)

Transplantologia: jak zwiększyć liczbę przeszczepów? (debata)