Se $20 akvaario, joka mullisti elin-siirrot

Haluan kertoa sinulle yhdestä luovimmasta tieteellisestä läpimurrosta, josta olen pitkään aikaan kuullut. Kaikki alkoi kolmen ja puolen gallonan akvaariosta texasin Galvestonin lemmikkiliikkeessä.

Opiskelijaisä keksijänä

Vuoden 2010 tienoilla Michael Riddle oli lääketieteen opiskelija, joka kantoi vastuuta vaimosta ja neljästä lapsesta. Ei ehkä se perinteisin kuva tiedemiehestä suuren läpimurron partaalla, eikö niin? Mutta joskus parhaat innovaatiot tulevat ihmisiltä, joilla ei ole varaa pelata sääntöjen mukaan.

Eräänä päivänä Riddle käveli paikalliseen lemmikkikauppaan ja näki jotain hämmästyttävää: halpa akvaario, joka hänen koulutettujen silmiensä mukaan muistutti hämmästyttävästi ihmisen rintakehää. Useimmat meistä olisivat nähneet kalanäyttelyn. Riddle näki prototyypin.

Hän osti tuon 20 dollarin akvaarion ja rakensi sen, mitä hän kutsuu maailman ensimmäiseksi suureksi keuhko-bioreaktoriksi – hienosti sanottuna kamari, jossa voidaan kasvattaa eläviä keuhkoja ihmiskehön ulkopuolella. Ja tässä kohtaa tarina muuttuu todella mielenkiintoiseksi. Viritelmä, jonka hän kokkosi, auttoi lopulta tutkijoita kasvattamaan teknisten sikojen keuhkoja, jotka siirrettiin onnistuneesti oikeisiin sikoihin. Ja mainitsinko jo, että hänen tiiminsä kasvatti myös ensimmäisenä pidetyn laboratoriolla kasvatetun ihmiskeuhkon?

Ei hassummin seuralaiselta, joka sai alkunsa lemmikkiliikkeen akvaario-osastolta.

Tieteen ydin

Itse tieteessä on jotain todella kiehtovaa – melkein kuin tieteiskirjallisuudessa.

Perusideana on, että tutkijat ottavat luovuttajakeuhkon, joka on liian vaurioitunut tavalliseen elinsiirtoon. Hyviä keuhkoja on valtava pula: yli 100 000 amerikkalaista odottaa elinsiirtoja milloin tahansa, ja suurin osa luovutetuista keuhkoista ei koskaan päädy potilaille. Monet vain... heitetään menemään.

Riddle ja hänen tiiminsä keksivät tavan "pestä" nämä hylätyt keuhkot. He käyttävät erityisiä pesuaineita poistamaan kaikki alkuperäiset solut ja jättävät jälkeensä jotain, joka näyttää haamumaisen valkoiselta rakenteelta – proteiineista ja mikroskooppisista rakenteista koostuvalta tukirangan. Ajattele sitä niin, että kalastat kaiken huonekalut talosta, mutta pidät seinät, huoneet ja rakenteellisen kehyksen ennallaan.

Sitten tulee se todella siisti osuus: he täyttävät tuon tukirangan uudelleen sen henkilön soluilla, joka tarvitsee siirron. Sama henkilö, samat solut, personoitu elin. Ei tarvetta elinikäisille immuunijärjestelmää lamaannuttaville lääkkeille, joita perinteiset siirrot vaativat. Kehosi ei edes tunnistaisi sitä vieraaksi, koska teknisesti ottaen se ON sinä.

Suurin haaste: mittakaava

Pienessä mittakaavassa homma toimi mainiosti. Tutkijat pystyivät helposti käsittelemään hiiren pieniä keuhkoja laboratorion tiskillä. Mutta kun Riddle kysyi, miksei kukaan tehnyt samaa suuremmilla eläimillä tai ihmisillä, vastaus oli karu: yhden sian keuhkon käsittely vei viisi kuukautta, eikä kukaan valmistanut tarpeeksi suuria bioreaktoreja ihmisen kokoisiin elimiin.

Sitten astui kuvaan hänen akvaarionsa.

Keuhkot kelluvat – ja se oli avain

Tässä kohtaa tarvittiin nerokas oivallus. Keuhkot nimittäin kelluvat. Missä tahansa nesteessä. Aluksi Riddle piti tätä ongelmana. Hän yritti puristaa ilmaa pois, työntää painoa kelluvuutta vastaan, ja törmäsi seinään yhä uudestaan.

Sitten tapahtui se hetki, jonka pidän täysin loistokkaana.

"Hyvä on", hän ajatteli, "jos se kelluu huolimatta kaikesta mitä teen, ehkä minun kannattaisi työskennellä sen kanssa enkä sitä vastaan."

Hän käänsi sian keuhkon ylösalaisin, kiinnitti henkitorven akvaarion pohjassa olevaan putkeen ja antoi elimen kellua samalla kun pumppasi pesuainetta sekä verisuonten että ilmateiden kautta yhtä aikaa. Keuhko pysyi leijuvassa tilassa murskaamatta herkkiä rakenteitaan.

Tuloksena? Se, mikä ennen vei viisi kuukautta, nyt kesti kolme päivää. Tämä ei ole pieni parannus – tämä on ero todistuksen ja käytännössä toimivan ratkaisun välillä.

Ensimmäiset siirrot

Tiimi istutti nämä teknisesti valmistetut keuhkot sikoihin, ja tässä tulee se merkittävä osuus: uudelleenrakennetut elimet integroituivat eläinten kehoihin ja jatkoivat kehittymistään jopa kaksi kuukautta. Ei hylkimisreaktiota, ei vakavia komplikaatioita. Elimet eivät vielä toimineet sikojen ainoina keuhkoina – eläimet tarvitsivat alkuperäiset keuhkonsa – mutta periaate oli todistettu. Se toimi.

Myöhemmin sama tehtiin ihmiskeuhkolla: ensimmäinen laboratoriolla kasvatettu ihmiskeuhko syntyi tukirangasta ja kantasoluista.

Regeneraatio, ei hirviö

Tiedän, että tämä kuulostaa kuin jostain Frankenstein-romaanista – ja tutkijat itsekin myöntävät nuo kaiku. Mutta tässä on oleellinen ero: Frankenstein kokosi osia eri ruumiista. Mitä Riddle ja kollegat tekevät, on uudelleenrakentaminen omien solujesi avulla. Sama henkilö, sama DNA, uusi elin.

Tämä ei ole hirviöntarina. Tämä on regeneraation tarina.

Ja Riddle matka lannistuneesta lääketieteen opiskelijasta Mesogen-biotech-yrityksen toimitusjohtajaksi on sitä sorttia aliedustettujen tarinaa, joka saa miettimään, mitä muita läpimurtoja on näkyvillä, odottamassa vain riittävän luovaa silmää näkemään ne toisin.

Mitä tämä tarkoittaa?

Jos voimme pelastaa hylätyt elimet ja muuttaa ne personoiduiksi korvikkeiksi, emme ainoastaan auta elinsiirtopotilaita – saatamme muuttaa perustavanlaatuisesti tapaamme ajatella elinvikaa.

Yksi 20 dollarin akvaario kerrallaan.