Creatorul inimii de plastic, parteneriat de succes cu UMF Târgu-Mureş

Plecat din Târgu-Mureş în Statele Unite ale Americii în anul 2000, dr. Dan Simionescu a reuşit, prin ambiţie, muncă şi viziune, numeroase performanţe excepţionale în domeniul cercetării medicale. Împreună cu echipa sa, dr. Dan Simionescu are la activ nu mai puţin de 10 brevete de invenţie, din care la loc de cinste se află bioreactorul de valve, o „inimă de plastic” care asigură condiţiile de presiune, frecvenţă şi debit identice cu cele umane. În prezent, cercetătorul este profesor asociat la Departamentul de Bioinginerie al Universităţii Clemson din Carolina de Sud şi director al Laboratorului de Biocompatibilitate şi regenerare de ţesuturi din cadrul aceleiaşi universităţi, calitate din care, începând cu anul 2012, derulează un alt proiect revoluţionar alături de o echipă de specialişti de la Universitatea de Medicină şi Farmacie din Târgu-Mureş.

Reporter: Când şi de ce aţi plecat din Târgu-Mureş în Statele Unite ale Americii?

Dr. Dan Simionescu: Mi-am început cariera la Clinica de Chirurgie Cardiovasculară din Târgu-Mureş, împreună cu prof. Radu Deac şi soţia mea, dr. Agneta Simionescu. Am lucrat pe valve artificiale şi am avut acces şi la valve naturale ce erau înlocuite datorită degenerării şi calcificării acestora. Analizând aceste valve am dobândit o experienţă unică în aprofundarea mecanismelor de degenerare a valvelor. Am publicat şi comunicat rezultatele la conferinţe internaţionale, astfel construind o reputaţie considerabilă în domeniu. La o conferinţă la Washington, ne-a abordat o pereche de cercetători din Atlanta care se ocupau cu dezvoltarea şi testarea unor tratamente de îmbunătăţire a valvelor cardiace artificiale. Aceste valve au tendinţa de a se calcifica la 10-15 ani de la implantare. Aceştia au inventat un procedeu de a reduce calcificarea valvelor şi aveau nevoie de biochimişti să cerceteze mecanismele prin care tratamentul lor acţiona şi eventual să-l îmbunătăţească. Iniţial, firma ne-a finanţat să cercetăm aceste aspecte în România. Am făcut asta timp de doi-trei ani, implantând bucatele de valve subcutan la şobolan şi analizându-le după patru – opt săptămâni la nivel celular şi molecular. Am format o echipă bună, cu medicul veterinar dr. Lucian Hârceagă care ne-a facilitat implantările la şobolani la Staţiunea de Cercetări de la Sângeorgiu de Mureş. Analizele de calciu le făceam la Laboratorul de Ape din Târgu-Mureş, ţesuturile erau analizate la Patologie de prof. Egyed Imre, alte analize le făceam la Centrul de Cercetări al Academiei cu Terezia Preda şi la UMF. În anul 2000 ni s-a oferit oportunitatea de a continua cercetările în laboratorul lor din Atlanta. Acolo am lucrat un an întreg, după care din motive financiare, proiectul a fost oprit. Am continuat cercetările pe valve la Universitatea Clemson, unde sunt şi acum.

Rep.: Care sunt principalele realizări în domeniul cercetării bifate în SUA?

D.S.: Am reuşit să creăm un program nou de regenerare tisulară, pornind de la zero. După 15 ani de muncă intensă, avem cinci laboratoare dotate bine, din care unul la Târgu-Mureş, şi o mulţime de studenţi cu care dezvoltăm soluţii de regenerare in vitro şi in vivo a valvelor cardiace, arterelor şi venelor, miocardului, discurilor intervertebrale, şi alte ţesuturi. Folosim celule stem adulte izolate din grăsimea de la pacienţi şi structuri de suport – sau scaffolduri – care să menţină celulele funcţionale. Scaffoldurile cu celule sunt supuse stimulilor mecanici fiziologici în dispozitive inventate de noi – bioreactoare – care asigură stresul şi mişcarea necesară. De exemplu, am realizat un bioreactor de valve – practic o inimă de plastic – care asigură condiţiile de presiune, frecvenţă şi debit identice cu cele umane. Crescând aceste ţesuturi în bioreactoare ne permite să studiem biologia lor, să inducem procese patologice şi să generăm ţesuturi viabile pentru înlocuirea chirurgicală. Dacă e să sintetizăm în numere, avem 10 brevete de invenţie, am publicat peste 80 de lucrări, cărţi şi capitole, majoritatea ISI, am fost invitat în calitate de speaker la 14 conferinţe internaţionale şi am prezentat rezultatele oral sau ca poster la peste 160 de conferinţe şi congrese în România, SUA, Italia, Grecia, Spania, Elveţia, Germania, Anglia, Olanda şi Japonia.

Rep.: În ce constă colaborarea cu UMF Târgu-Mureş?

D.S.: Târgu-Mureş este oraşul în care ne-am început cariera de cercetare biomedicală şi unde am petrecut aproape 20 de ani. Iată că tot acolo ne-am întors, să continuăm să lucrăm cu foştii colegi şi actualii studenţi. O bucată de suflet ne-a rămas la Târgu-Mureş şi ne-am bucurat foarte mult când am reuşit să câştigăm un proiect de cercetare în 2012. Proiectul reprezintă extensia cercetărilor de la Universitatea Clemson către testarea de valve regenerate pe animale mari, ca o probă pre-clinică de fezabilitate. Pe scurt, în prima fază pregătim valve de porc din care scoatem toate celulele – decelularizare – astfel încât ţesutul nu mai este rejectat. Apoi recoltăm grăsime de la oi, izolăm celulele stem, le injectăm în valvele acelulare şi le implantăm la oile de la care am recoltat celulele. Proiectul se deruleaza prin UMF Târgu-Mureş, care prin persoana domnului rector, prof. Leonard Azamfirei şi a doamnei profesoare Klara Brînzaniuc ne-a primit cu braţele deschise din prima zi şi ne-a oferit spaţiu de laborator şi acces la toate facilităţile din Universitate. În primele luni ale proiectului, am dotat laboratorul cu aparatură, inclusiv dispozitive inventate de noi la Clemson. Cinci persoane din echipa de lucru au petrecut o lună de training în laboratoarele noastre din Clemson. De asemenea, am amenajat la biobază şi staţia experimentală a UMF, facilităţi pentru menţinerea ovinelor. În acest context ţin să menţionez profesionalismul dr. Bogdan Cordoş, care conduce staţia experimentală, unde se fac implantările chirurgicale, şi a doamnei dr. Gabriela Marcuş care conduce biobaza. Avem implantate şi au fost urmărite peste 50 de valve regenerate. În prezent, sintetizăm rezultatele şi publicăm câteva lucrări.

Rep.: Ne puteţi dezvălui care este secretul colaborării de succes cu UMF Târgu-Mureş?

D.S.: Secretul succesului a fost, şi este echipa de lucru: dr. Lucian Hârceagă ne asigură animalele şi inimile de porc, dr. Marius Harpa, dr. Ovidiu Cotoi şi studenta Ionela Movileanu se ocupă de prelucrarea valvelor, recoltarea grăsimii şi izolarea celulelor şi cresterea lor în cultură. Toate aceste etape se realizează în laboratorul de inginerie tisulară şi medicină regenerativă din UMF – TERMLab – care este menţinut şi coordonat de Terezia Preda. Valvele se implanteaza la Staţia Experimentală de către o echipă de la Institutul Inimii condusă de dr. Marius Harpa, care colaborează cu prof. Horaţiu Suciu, prof. Radu Deac, dr. Carmen Sircuta, Ionela Movileanu şi dr. Dan Nistor. Urmărirea oilor şi analiza valvelor explantate este asigurată de dr. Ovidiu Cotoi, dr. Simona Gurzu, prof. Egyed Imre, prof. Michael Dandel şi prof. Zoltan Pavai. Nu în ultimul rând, acest proiect complex este coordonat din punct de vedere managerial de către echipa dr. Peter Olah, coordonatorul Departamentului de Proiecte Europene şi de Cercetare din UMF. Aşadar, acest proiect reuneşte sub aceeaşi cupolă specialităţi variate, colaboratori vechi şi generaţia nouă de cercetători şi studenti. Se lucrează cu celule stem, operaţii pe inimă şi toată lumea este implicată cu trup şi suflet. În baza acestui proiect am mediat semnarea de către cei doi rectori a unui memorandum de colaborare între UMF Târgu-Mureş şi Universitatea Clemson. Acesta va asigura cadrul organizatoric pentru viitoare proiecte, schimburi de experienţă şi de studenţi, conferinţe comune şi alte colaborări.

Rep.: La ce proiecte lucraţi în prezent?

D.S.: Continuăm să dezvoltăm proiecte de regenerare tisulara în domeniul cardiovascular, ortopedic şi nu numai. Suntem într-o fază avansată cu regenerarea de artere de calibru mic pentru implantarea ca grefe vasculare coronare, renale sau în membrele inferioare – femoral, popliteal. Avem rezultate bune cu regenerarea de miocard – bucăţele de muşchi cardiac – care le vom folosi la pacienţii cu infarct miocardic. Lucrăm şi pe regenerarea de disc intervertebral, pancreas şi rinichi. De asemenea, testăm efectul diabetului şi a altor patologii asupra acestor implanturi. Facem eforturi extrem de mari să asigurăm  finanţarea acestor proiecte. Ţinta finală este implementarea medicinii regenerative la pacienţi. Imaginaţi-vă ce bine ar fi să putem produce ţesuturi sau chiar organe în laborator din celulele pacienţilor, şi să salvăm vieţi cu aceste produse. Pentru asta este nevoie de testare pe animale mari, precum acest proiect în derulare cu UMF Târgu-Mureş. De asemenea, este nevoie de intervenţia unor firme de medicamente sau de implanturi care să preia tehnologia noastră şi să o transpună în produse medicale. Facem şi muncă de PR, discutăm mult cu potenţiali investitori care să ne susţină în aceste eforturi.