Zdravljenje z naprednimi tehnologijami

Prihodnost personalizirane medicine je obetavna, saj omogoča boljše razumevanje tega, kako se bolezen razvije in kakšno zdravljenje je ustrezno za določenega bolnika. Osredotoča se na prilagajanje medicinskega zdravljenja posamezniku glede na njegove specifične značilnosti. Vendar pri tem nastajajo velike količine podatkov, ki jih je treba ustrezno obdelati in analizirati, je poudaril Mauro Alini z raziskovalnega inštituta AO Research Institute Davos (ARI) ob nedavni konferenci, ki jo je v okviru projekta Premurosa pripravil zavod Znanost na cesti.

V projektu Premurosa se partnerji iz devetih evropskih držav osredotočajo predvsem na razvoj personalizirane medicine za mišično-skeletno regeneracijo in protetiko. Glavni poudarek projekta, ki ga sicer financira evropska komisija v okviru programa Obzorje 2020 (Marie Sklodowska-Curie Actions Innovative Training Network), je na razvoju inovativnih metod in naprav za regeneracijo tkiv, ki temeljijo na biomaterialih, pri njihovem razvoju pa raziskovalci upoštevajo posameznikove genetske značilnosti. Slovenski partner projekta je Znanost na cesti.

Prof. dr. Mauro Alini je zaslužni raziskovalec pri švicarskem raziskovalnem inštitutu AO, ki je del širše medicinske fundacije, ki je v 60. letih temeljno spremenila ortopedijo s popularizacijo osteosinteze – razvili so namreč ploščice in vijake, zaradi katerih so lahko bolniki z zlomi hitreje okrevali in se tako izognili dolgotrajnemu ležanju in s tem povezanimi dodatnimi zdravstvenimi težavami. Pri inštitutu je dolga leta vodil program mišično-skeletne regeneracije, v katerem so raziskovali tkivni inženiring hrustanca, kosti in medvretenčnih ploščic. »Predvsem smo uporabljali celično terapijo in razvijali biomateriale za regeneracijo tkiv.«

Nove tehnologije so potrebne predvsem za poškodbe kompleksnih zlomov, ko gre za poškodbe v prometnih nesrečah ali pa, denimo, za poškodbe kosti zaradi rakavih obolenj, pravi Mauro Alini. FOTO: Saša Senica  

Pojasnil je, da trenutno razvijajo predvsem biomateriale, prijazne tkivu. »Da bi bili ti materiali nosilci molekul, ki bi povzročili regeneracijo. Zdaj bolje razumemo, zakaj so bili naši pristopi pred 20 ali desetimi leti neuspešni. Šele zdaj namreč lahko sekvenciramo genom, hkrati pa imamo širše razumevanje, kako življenjski slog vpliva na mišično-skeletni sistem. To je namreč sistem, ki je nenehno mehansko obremenjen, in pomembno je razumeti, kako ta mehanska obremenitev vpliva na regeneracijo tkiva.« Dodal je, da je med večjimi izzivi, kako pospešiti celični razvoj mišično-skeletnega tkiva. »Zapleten je razvoj tkiva iz matičnih celic v zrelo tkivo odraslega človeka. Torej, ko vnašamo biomaterial v določeno tkivo, se to ne ujema popolnoma s tkivom in situ, ko imamo paciente, stare več kot 40 let. Pri starejših osebah je namreč ta sistem že bil podvržen številnim mehanskim obremenitvam, stresu, zato je to popolnoma drugačno tkivo, kot ga mi lahko razvijemo. Še vedno je odprto vprašanje, kako hitro dozoreti tkivo iz pluripotentnih matičnih celic, ki so vir vseh celic, ki sestavljajo organizem. Želimo si, da bi znali dozoreti te celice v nekaj tednih, medtem ko v organizmu dozorevajo 20, 30 let oziroma toliko let, kolikor ste stari.«

Imobilizacija z mavcem bo vsekakor tudi v prihodnosti del zdravljenja zlomljenih kosti, je nadaljeval. »Mavec je popolnoma dober, če gre za mladega človeka in če je zlom kosti brez posebnosti. Kost se bo zacelila brez težav. Nove tehnologije so potrebne predvsem za poškodbe kompleksnih zlomov, ko gre za poškodbe v prometnih nesrečah ali pa, denimo, za poškodbe kosti zaradi rakavih obolenj. Nove tehnologije so ključne za poškodbe delov telesa, ki jih ne moremo namestiti v mavec, na primer za čeljust.«

Umetna inteligenca v medicini

Spomnil je, da je personalizirana medicina že del našega vsakdanjika, čeprav se tega ne zavedamo. »Gre na primer za transfuzije krvi ali presaditve različnih tkiv zdravih darovalcev, tam se vedno poišče najbolj ustreznega darovalca. Seveda pa smo pri drugih boleznih še bolj oddaljeni, ponekod je največji problem, da še ne spoznamo dovolj hitro specifičnega ozadja bolnika. Zelo je napredoval tridimenzionalni biotisk, zelo so napredovala tudi zdravljenja določenih vrst rakov. Še veliko pa je vprašanj okoli celičnih terapij,« je pojasnil.

»Interakcija med našim telesom, organi, okoljem in genetskim ozadjem je zelo zapletena. Človeško telo je zelo kompleksno. Vse našteto nam lahko da le delne odgovore. V neki družini so si lahko zelo podobni, če ima eden v družini neko bolezen, jo bo najverjetneje imel tudi drugi, a ne nujno. Številne bolezni so res genetsko pogojene, na primer raki, vendar pa ne bodo vsi ljudje, ki imajo to mutacijo, zboleli za rakom. Za razvoj raka namreč poleg genetskih dejavnikov sodelujeta tudi življenjski slog in okolje, rak se bo tako razvil le pri določenih posameznikih z določeno mutacijo gena,« je ponazoril. »Zdravila in terapije se izboljšujejo, a z enim zdravilom ne boste rešili 10.000 bolnikov, morda le tisoč ali dva, preostali se na to zdravilo ne bodo odzvali, ker je njihovo genetsko ozadje drugačno in ker živijo drugače.«

Pri teh izzivih bo raziskovalcem na pomoč priskočila tudi umetna inteligenca. »Sekvenciranje genoma je izjemno pomembno, poznati moramo genetsko ozadje bolnika, bolje moramo razumeti tudi življenjski slog in okolje, v katerem bolnik živi. Vse to je del precizne personalizirane medicine. Vendar gre pri tem za zelo veliko podatkov in pri tem nam bo pomagala umetna inteligenca. Poiskati moramo korelacije, do zdaj to ni bilo možno, ker te metode strojnega učenja še niso bile dovolj napredne.«

Dodal je še, da da je »personalizirano« morda včasih celo nekoliko preveč osredotočeno, da je vseskozi treba razmišljati tudi o celostnem pristopu za skupine ljudi z določenimi boleznimi, bodisi z raki bodisi z demenco. Vendar je tu, kot meni, največji problem, kako obvladovati vse te informacije, iz katerih bi lahko izluščili prepotrebne izsledke. Dodal je še, da bo medicina vseskozi napredovala in da bodo določene, danes neozdravljive bolezni v prihodnosti ozdravljive, a se bodo, žal, pojavile nove. »Vedno bomo nekako v odnosu akcija-reakcija.«

Dejstvo je tudi, da se globalno gledano prebivalstvo stara, kar prinaša v medicino nove izzive. »Če se bo tako nadaljevalo, bodo čez nekaj sto let na tem svetu vsi stari. A že danes je to drugačna starost kot v preteklosti. Zdaj je cilj zdrava starost, starejši si želijo biti aktivni, tečejo maratone in podobno. To je seveda zelo dobro, vendar moramo vedno iskati ravnotežje. Če imate dober mišično-skeletni sistem, še ne pomeni, da imate tudi dobro srce ali dobra jetra in podobno. Že v mladosti moramo poskrbeti, da se bomo zdravo starali,« je dejal Mauro Alini in dodal, da staranje prebivalstva vsekakor vodi v vse višje stroške. »To zagotovo ni samo medicinski problem, to je družbeno vprašanje. Skrbi me, da v prihodnosti ne bo demokratične razporeditve, določenih storitev bodo deležni le še res najbogatejši.«

Celjenje ran

Ob robu konference smo govorili tudi z dr. Abhayem Panditom, profesorjem za biomateriale na Nacionalni univerzi Irske v Galwayu in direktorjem Centra za raziskave na področju medicinskih pripomočkov (Curam). Med drugim je razvil različne biomolekularne materiale za celjenje ran. »Če zelo preprosto povem, se ukvarjam predvsem z ustvarjanjem materialov, ki delujejo s telesom. Gre pa za rane v najširšem pomenu, torej zdravljenje katerekoli poškodbe v telesu, ki jo je treba zaceliti, naj bodo to poškodbe na srcu, nevronih, na primer da gre za poškodbe v možganih zaradi parkinsonove bolezni.«

»Nove materiale pa oblikujem tako, da najprej poskušam razumeti biologijo, biologijo bolezni. Na primer, pri parkinsonovi bolezni raziskujemo celotno strukturo proteinov in sladkorjev, ki so vpleteni, da se bolezen pojavi. Preslikali smo celotne človeške možgane v različnih fazah bolezni, podobne slike imamo tudi za druge bolezni. Pri parkinsonovi bolezni vemo, da se bolezen razvija ob staranju našega organizma. To bi radi preprečili, vendar če hočemo vplivati na to bolezen, jo moramo razumeti kot celoto, saj nanjo vplivajo tako genetski dejavniki kot okolje. Parkinsonova bolezen je kompleksna, bolezen diagnosticiramo šele v pozni fazi, res jasni simptomi se namreč pojavijo precej pozno, več let kasneje, ko se bolezen že začne razvijati. Mi lahko naredimo le to, da ustavimo napredovanje. To je torej naša intervencija. Zdaj govorimo predvsem o zdravi starosti oziroma tudi o staranju s kroničnimi boleznimi. Starejši bomo, večja bo možnost, da nas prizadene kakšna bolezen, s katero pa je mogoče živeti. Vendar kakšno bo to življenje? Ali lahko torej v kontekstu parkinsonove bolezni z našo intervencijo ustavimo napredovanje in živimo zdravo in dobro?«

Večina kliničnih študij za posamezne bolezni je bilo opravljenih na moških. Veliko ženskih bolezni sploh ni dobro raziskanih, na primer endometrioza, pa še marsikatera druga, poudarja Abhay Pandit. FOTO: Saša Senica  

Kot je poudaril Pandit, glavne ideje za nove materiale, ki jih razvija, vedno izvirajo iz bolezni samih. »Če razumemo bolezen, lahko ugotovimo, kako jo lahko zaustavimo. Na primer, kateri so proteini, ki niso zdravi. Nato ugotovimo, kateri so zaviralci teh procesov, in jih, če je to možno, vključimo v materialne sisteme, ki jih je mogoče vsaditi v telo.«

Strinjal se je, da gre za zdaj še za zelo futuristične raziskave. »Vendar je zaupanje v znanost na veliko višji ravni kot kadarkoli prej. V znanosti je upanje. Gre za posledico pandemije. Če bi me nekdo pred šestimi leti vprašal, kakšna je prihodnost tehnologije mRNA, bi rekel, da prihodnosti ni. Financiranja so bila zavrnjena, ker se je zdelo, da so ideje nemogoče za realizacijo, vendar je pandemija stvari obrnila na glavo. Pandemija je zagotovo pokazala, da zmoremo, če imamo upanje in zaupanje v idejo, v sodelovanje. Prejšnja cepiva so izdelovali več desetletij, tu je na podlagi večdesetletnih raziskav cepivo nastalo v enem letu, kar je fenomenalno. Če se torej uskladimo in se skupaj potrudimo, lahko najdemo terapije in zdravila.«

»Zdaj imamo na voljo veliko naprednih tehnologij, na primer biotisk, dobro tudi že razumemo, kako deluje DNK, razumemo, kaj se v našem telesu dogaja na molekularni ravni. Zdaj lahko povezujemo točke, ki jih prej nismo (znali) povezati. Toda biologija je kompleksna, ljudje smo kompleksni. Oddaljiti se moramo od ideje, da ena velikost ustreza vsem, ker to preprosto ne drži. Naj še spomnim, da je bila večina kliničnih študij za posamezne bolezni opravljenih na moških. Veliko ženskih bolezni sploh ni dobro raziskanih, na primer endometrioza, pa še marsikatera druga. Zdravljenja srčnih bolezni so načrtovali na podlagi ugotovitev na moški populaciji, tako ne vemo natančno, kako hormonske spremembe vplivajo na bolezni pri ženskah. In to je samo problem spola. Tu je še demografija, zagotovo so razlike med rasami. To kompleksnost bi morali razumeti. Vse to pa nam bo omogočilo, da bomo lahko nudili boljše terapije za vsakogar na personaliziran način,« je izpostavil prof. dr. Abhay Pandit. Kot še meni, je personalizirana medicina še večinoma v povojih. »Šele pred kratkim smo pravzaprav spoznali, da moramo medicino personalizirati.«

Na vprašanje, ali bo medicina znala človeka ozdraviti vseh bolezni, je odgovoril, da »ne smemo več razmišljati le o zdravilih za bolezni. Menim, da je to napaka, ki jo delamo vsi, ker želimo najti zdravilo za bolezen x, y ali z. Razumeti moramo dve stvari: naša življenja se podaljšujejo, živeli bomo vse dlje in vsaka generacija se bo soočila s kroničnimi boleznimi, kot so demenca, rak ... Menim, da moramo razmišljati tudi o življenju s temi boleznimi. Milijarde evrov smo porabili za raziskave v iskanju zdravil, pa jih nismo našli. Postavljati si moramo tudi vprašanja, kako nadzirati ali obvladovati bolezni, ki jih (trenutno) še ne moremo preprečiti oziroma ozdraviti. Kako lahko nadziramo demenco, kako parkinsonovo bolezen …«

V centru Curam, katerega direktor je, delajo z bolniki in širšo javnostjo. »Med drugim so naši cilji tudi, da javnost izobražujemo o tem, kaj počnemo. Moj osebni izziv je obdržati pod nadzorom pričakovanja ljudi. Večinoma, kar delamo, so majhni koraki, zato je pomembno, da ohranimo zaupanje v znanost. Smo pa med pandemijo pokazali, da se lahko terapije razvijejo tudi hitro, torej je izziv tudi, da regulatorje prepričamo, da nam hitreje dajo zeleno luč za nadaljevanje raziskav. Včasih namreč tudi predpisi zavirajo naš napredek.«