Serce 2.0
Jak kardiologia i kardiochirurgia wyprzedzają wyobraźnię
Czym jest serce? Przez tysiąclecia było przede wszystkim metaforą. Siedliskiem duszy, uczuć, w tym oczywiście miłości, i odwagi. Gdy ktoś odchodził, mówiliśmy, że serce nam pękło. Zakochani gotowi byli oddać swe serce. W średniowieczu Anglicy, ceniąc rycerskość i odwagę króla Ryszarda I, nadali mu przydomek Lwie Serce.
Czym, wobec niezwykłego postępu, jaki dokonał się w kardiologii i kardiochirurgii, serce jest dzisiaj? Mechanizmem, który można naprawić, wymienić lub zmodyfikować? Monitorowanym za pomocą smartwatcha organem, którego rytm kontroluje sztuczna inteligencja? Czy ludzkie serce można zaprojektować i stworzyć w laboratorium? Albo pobrać od świni i wszczepić śmiertelnie choremu pacjentowi? To nie są scenariusze kolejnego filmu z gatunku science fiction – to rzeczywistość, którą przyniosły nam lata 2020-2025.
W tym czasie zatarły się granice między naturą a technologią, między życiem a jego inżynierią – w tempie, którego nie przewidział nikt. Ludzkie serce przestało już być kruchym organem – stało się precyzyjnym mechanizmem, który można wymienić lub zaprogramować na nowo.
W ostatnich latach medycyna dokonała skoku, który nasi przodkowie uznaliby za magię. Wkroczyliśmy w złotą erę kardiologii i kardiochirurgii, w której – o dziwo – Polska gra w pierwszej lidze.
Sztuczne serca
3 grudnia 1967 r. w szpitalu Groote Schuur w Kapsztadzie dr Christiaan Barnard w asyście młodszego brata, dr. Mariusa Barnarda, wraz z zespołem chirurgów przeprowadził pierwszą transplantację ludzkiego serca, które zostało pobrane od Denise Darvall, ofiary wypadku drogowego. Operacja się udała, jednak pacjent, 53-letni Louis Washkansky, zmarł po 18 dniach na zapalenie płuc, gdyż leki, które miały zapobiec odrzuceniu przez organizm nowego serca, osłabiły jego odporność. Dr Barnard z dnia na dzień stał się gwiazdą pierwszej wielkości – dowiódł, że przeszczep serca jest możliwy.
Szacuje się, że rocznie na świecie wykonywanych jest 9-10 tys. takich operacji. Ich liczba stale rośnie, a 20% pacjentów żyje z nowym sercem ponad 20 lat. Nie zmienia to faktu, że od 1967 r. transplantolodzy pracują w cieniu brutalnej statystyki: dostępnych do przeszczepu serc nigdy nie ma dla wszystkich osób, które potrzebują nowego organu. Mimo ogromnego postępu, jaki dokonał się w medycynie, pacjenci nadal umierają, czekając na dawcę.
Jednym z rozwiązań tego problemu było stworzenie sztucznego serca. Już w roku 1966 Amerykanin dr Michael DeBakey zastosował, jako wsparcie po operacji, prototypowy system wspomagania lewej komory serca. Stworzona przez niego pompa pracowała 10 dni i uratowała pacjentkę. Dziś uważa się go za jednego z pionierów prac nad sztucznym sercem.
Pod koniec lat 80. w Bostonie zespół dr. Williama Bernharda we współpracy z firmą Thermedics stworzył prototyp urządzenia wspomagającego, które zapewniało krążenie krwi u pacjenta. Dało ono początek systemowi nazwanemu HeartMate. Dziś producentem HeartMate 3 LVAD jest Abbott Cardiovascular.
W Polsce po raz pierwszy wykorzystano to urządzenie 1 grudnia 2015 r. w Narodowym Instytucie Kardiologii w Warszawie-Aninie. Dokonał tego zespół w składzie: prof. Mariusz Kuśmierczyk, dr Piotr Kołsut i dr Paweł Litwiński. Jednak dziś taka metoda to za mało. Systemy typu HeartMate mają wspomagać serce pacjentów, by mogli doczekać przeszczepu – i choć rozmiary sprzętu nie są już takie jak kiedyś, wciąż nie jest to wygodne rozwiązanie.
4 kwietnia 2024 r. w Klinice Chirurgii Serca, Klatki Piersiowej i Transplantologii Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego zespół wspomnianego prof. Mariusza Kuśmierczyka po raz pierwszy w Polsce wszczepił całkowicie sztuczne serce Aeson francuskiej firmy Carmat 37-letniemu pacjentowi z krańcową niewydolnością serca. Była to 58. taka operacja na świecie. Po kilku tygodniach stan pacjenta znacznie się poprawił, co oznaczało, że otworzyła się perspektywa powrotu do normalnego życia.
Aeson to zupełnie inna liga w technologii. Wyobraźmy sobie serce, które „rozumie” organizm, np. „wie”, kiedy wchodzisz po schodach, i zwiększa wtedy swoją wydajność. Serce, które nie wymaga agresywnej terapii przeciwzakrzepowej, bo jego membrany biologiczne w kontakcie z krwią są tak kompatybilne, że wystarczy codzienna aspiryna. To już nie jest urządzenie zastępcze na czas oczekiwania na przeszczep. To jest alternatywa dla przeszczepu.
W tym właśnie kierunku zmierza amerykańska spółka SynCardia Systems, która opracowała sztuczne serce stosowane już w ponad 27 krajach. Obecnie pracuje nad nowymi technologiami, w tym nad w pełni implantowalnym urządzeniem.
Warto jednak zaznaczyć, że obydwa rozwiązania, francuskie i amerykańskie, wymagają zewnętrznego zasilania, dlatego część urządzenia musi być noszona przez pacjenta w czymś, co przypomina mały plecak. Ideałem byłoby sztuczne serce wszczepiane chorym tak jak obecnie rozrusznik. I które działałoby bez ładowania baterii choćby przez kilka tygodni.
Krok w tym kierunku próbuje wykonać inna amerykańska spółka – BiVACOR, której sztuczne serce zostało w lipcu 2024 r. wszczepione pacjentowi z krańcową niewydolnością serca jako pomost do transplantacji. Na razie wyniki badań są zachęcające – urządzenie ma też mniejsze wymiary od produktów konkurencji.
Wsparcie międzygatunkowe
Alternatywą dla wszystkich wymienionych urządzeń jest testowany przez badaczy przeszczep człowiekowi serca świni. 7 stycznia 2022 r. David Bennett wyraził zgodę na jedną z najodważniejszych operacji w historii medycyny. Chirurdzy z University of Maryland Medical Center wszczepili mu serce genetycznie zmodyfikowanej świni, dbając o to, by jego układ odpornościowy nie odrzucił obcego organu. Bennett wiedział, że umiera – na eksperyment zgodził się dlatego, że nie miał szans na przeszczep od człowieka. Przeżył dwa miesiące, ale jego przypadek udowodnił, że bariera międzygatunkowa przestała być nieprzekraczalna.
Możliwe było to dlatego, że są już dostępne narzędzia genetyczne, które pozwoliły na takie zmodyfikowanie genów świni, by pobrane od niej serce mogło „oszukać” ludzki układ immunologiczny. Badania trwają. Zespół z University of Maryland nie porzucił projektu, wręcz przeciwnie. Świnie hodowane są w sterylnych, laboratoryjnych warunkach, poddawane testom na każdy znany patogen. Przeciwciała nowej generacji gotowe są do blokowania coraz subtelniejszych mechanizmów odrzucania przeszczepów, a ulepszony protokół operacji czeka na kolejnych pacjentów.
Perspektywa wszczepiania ludziom organów świń budzi ogromne kontrowersje etyczne. Jednak jeśli to rozwiązanie okaże się skuteczne, z pewnością znajdzie zastosowanie. Chyba że sukcesem zakończą się badania nad komórkami macierzystymi, dzięki którym będzie można hodować w laboratoriach fragmenty serca, a następnie operacyjnie wymieniać chore tkanki.
Nowe leki
Jednak rewolucja w leczeniu serca nie odbywa się wyłącznie w salach operacyjnych i