Suchitra Holgersson, professor vid Avdelningen för kirurgi, Sahlgrenska akademin, drömmer om att kunna tillverka helt individanpassad
lever i sitt arbete med organtransplantation.
Antalet människor som står i kö för transplantation överstiger alltid antalet tillgängliga organ. Suchitra Holgersson har arbetat med organtransplantation i över 30 år. Hon vittnar om den ständiga bristen på donatorer. Nu kan dock problemet snart få en lösning. Lösningen heter 3D-printning och odling av organ i bioreaktor.
Det kan låta som science fiction, men det är det faktiskt inte. Eller i alla fall bara lite. Suchitra Holgersson, professor vid Avdelningen för kirurgi, Sahlgrenska akademin, berättar om tre barn med portalvenstrombos, det vill säga propp i portådern, som fått sina kärl utbytta mot nya, framodlade i bioreaktor med hjälp av egna stamceller.
– Dessa barn växte inte som de skulle, kunde inte gå i skolan och var ständigt trötta. Hade de inte fått nya kärl hade levertransplantation varit enda lösningen, men att hitta en lever till små barn är nästan omöjligt. Nu lever de helt normala liv utan problem med avstötning och behöver ingen immunsuppression.
Kärlbytena, som gjordes för nu fyra år sedan, gjordes dock inte med hjälp av 3D-printning. Istället kom stommen till kärlen från avlidna donatorer. Då görs de donerade kärlen först fria från celler. Det som blir kvar är ett rör av den extracellulära matrixen som är en slags stödjevävnad, och det läggs i frysen i väntan på användning.
– När kirurgen behöver ett kärl anger han vilken diameter och längd som behövs, och en passande stomme tinas upp. Sedan låter man patientens blod gå genom kärlet som då populeras av de egna cirkulerande stamcellerna. På en vecka bildas på det sättet ett kärl med celler som är helt patientens egna. Nackdelen är att man är beroende av vad som finns i frysen. När vi kan göra tredimensionella utskrifter kan vi skriva ut stommarna i exakt rätt mått.
Viktigt med rätt utseende på näsa och öra
När det gäller blodkärl är det kanske ändå relativt lätt att hitta ett som passar. Värre är det om det gäller ett öra eller en näsa. Då är det så klart viktigare att stommen är helt anpassad till den som ska ha den. Suchitra Holgersson ser egentligen ingen begränsning i vilka organ som kommer att kunna tillverkas med hjälp av 3D-printning. Blodkärl är ett enkelt organ som hon tippar kommer att bli det första att nå kliniken. Ändå kan det ta åtminstone fem år till dess, tror hon, eftersom allt måste testas noggrant i patient. Hon tror också att det kommer att ske en parallell utveckling av ben, brosk och hud.
Hennes dröm är att kunna tillverka helt individanpassad lever. Tidigare har hon arbetat mycket med fetala leverstamceller och berättar att de har en fantastisk förmåga att bygga nytt. Däremot skulle stommen till en lever bli väldigt komplicerad att skriva ut, med alla sina många, otroligt tunna, kärl. Av samma anledning skulle lunga vara en stor utmaning.
– Det som vore kliniskt mest relevant vore ändå om man kunde tillverka hjärtan. Även om det är njurar som transplanteras mest har man i alla fall två stycken och man kan överleva med hjälp av dialys. När det gäller hjärta finns inget alternativ. Jag tror inte det är omöjligt, men det kommer att ta tid.
Tillverkar ink av moderkaka
I väntan på 3D-printern, arbetar Suchitra Holgersson och hennes kollegor med den extracellulära matrixen som stommen till organen ska skrivas ut med. Det är viktigt att få till rätt sammansättning så att stamcellerna gillar miljön. Dessutom måste den ha rätt egenskaper för att fungera som så kallad ink i 3D-skrivaren, det vill säga motsvarigheten till toner i en vanlig skrivare. Som utgångsmaterial använder de moderkaka som de får från Östra sjukhusets förlossningsavdelning.
– Moderkaka är otroligt rik på tillväxtfaktorer, hormoner och extracellulär matrix. Vi tyckte det var dumt att bara slänga bort den för den kan vi ha nytta av. Först tar vi bort alla celler och av det som är kvar gör vi en 3D-ink.
3D-printern som snart står på labbet har tre kanaler för olika sorters ink: en för stamceller, en för extracellulär matrix och en för näringslösning med tillväxtfaktorer. För att printa stommen till ett organ använder printern en tredimensionell bild som förlaga, framtagen genom CT-scan av det aktuella organet hos patienten. I bioreaktorn får sedan patientens stamceller differentiera i stommen och tillslut bilda det färdiga organet.
Vilken sorts stamceller som kommer att fungera bäst, är en annan sak som behöver utredas. Suchitra Holgersson gissar att stamceller från benmärg kommer att kunna användas till de flesta celltyper i kroppen, medan fettstamceller framförallt kan ge upphov till hud, brosk och ben. Blodstamceller ska också testas, även om de är ännu mer begränsade i vilka celler de kan ge upphov till.
– Hos patienter är stamcellsnivåerna antagligen lägre än hos friska, men förhoppningsvis finns ändå tillräckligt för att göra helt individanpassade organ. Då slipper patienten livslång immunosuppression och det är det som är den stora vinsten med den här tekniken.