Biobanki w XXI wieku – co możemy bankować?

Biobanki od ponad dekady wspierają rozwój medycyny i nauki. Możliwość wieloletniego przechowywania i badania materiału biologicznego różnego pochodzenia dostarcza bezcennych informacji, a także metod, które wydłużają życie pacjentów i pomagają leczyć ciężkie choroby oraz niosą szereg korzyści dla naszego środowiska i funkcjonowania świata.

Biobank — co to jest?

Biobank to podmiot prawny, który zajmuje się gromadzeniem i przechowywaniem materiału biologicznego oraz jego wykorzystaniem do celów klinicznych i leczniczych, ale także w projektach badawczo — naukowych, które mogą przynieść różne korzyści dla społeczeństwa np. w diagnostyce i terapii różnych chorób.

Oznacza to, że z jednej strony biobanki pomagają w realizacji aktualnych potrzeb tj. metoda in vitro, leczenie nowotworów, czy też przeszczepy, z drugiej zaś prowadzą działalność, której celem jest poprawa standardów życia przyszłych pokoleń, a także ciągły rozwój nauki i medycyny.

Biobank jako organizacja podlega określonym standardom i normom jakości, bezpieczeństwa i przechowywania danych wrażliwych. W tym celu konieczne jest wdrożenie odpowiedniego systemu do zarządzania jakością, a także oprogramowania typu LIMS, które wspomaga pracę w laboratoriach różnego typu w bardzo ważnych obszarach tj. katalogowanie i monitorowanie próbek, kalibracja sprzętu, czy też zarządzanie dokumentacją laboratoryjną.

Rodzaje biobanków

Biobanki możemy klasyfikować wg różnych kryteriów. Najczęściej spotykany jest podział ze względu na cel i typ magazynowanego materiału, są to:

• biobanki tkanek i komórek
• biobanki populacyjne
• biobanki wirtualne (scyfryzowana informacja biologiczna np. sekwencja DNA)

Warto wyróżnić także biobanki specjalistyczne, które zajmują się gromadzeniem materiału związanego z konkretną jednostką chorobową (wirus HIV, nowotwory, choroby reumatoidalne), biobanki prowadzące badania nad nowoczesnymi lekami, biomarkerami, czy też biobanki przechowujące nasiona rośli lub tkanki zwierząt.

Jaki materiał możemy przechowywać w biobankach?

Biobanki magazynują i wykorzystują różnorodne rodzaje materiału od ludzkich tkanek, po wirusy i bakterie. Wszystko zależy od celu i przedmiotu badań.

Przechowywanie materiału ludzkiego w biobankach

Materiał biologiczny jest pozyskiwany zarówno od osób zdrowych, jak i cierpiących na różne schorzenia. Każda z osób musi wyrazić zgodę na wykorzystanie pobranego materiału. Najczęściej magazynuje się i prowadzi badania wykorzystując krew i produkty krwiopochodne, enzymy, hormony, ślinę, fragmenty skóry, włosy, mocz, włókna mięśniowe, tkanki i organy po badaniach histopatologicznych i operacjach (np. po wycięciu tkanki z nowotworem), rzadziej płyn mózgowo – rdzeniowy, szczepy bakteryjne i wirusowe wyizolowane od pacjentów. Może to być także scyfryzowana informacja genetyczna.

W celach klinicznych, które są realizowane w toku aktualnych potrzeb leczniczych bankuje się nasienie, komórki jajowe, embriony (np. banki komórek rozrodczych i zarodków wykorzystywane do metody in vitro), czy też tkanek do przeszczepów.

Komórki macierzyste

Biobanki komórek macierzystych od wielu lat cieszą się dużą popularnością. Komórki macierzyste są pozyskiwane w trakcie porodu z krwi pępowinowej i sznura pępowinowego, ale także ze szpiku kostnego i krwi obwodowej. Komórki te wykorzystuje się do leczenia wielu ciężkich chorób takich jak białaczka, mózgowe porażenie dziecięce i choroby układu odpornościowego.

Tkanki komórek nowotworowych

Biobanki onkologiczne wykorzystuje się do przechowywania próbek guzów, które poddaje się badaniom genetycznym. Dzięki temu pacjenci mogą poznać przyczynę wystąpienia nowotworu, co przekłada się na korzyści w procesie leczenia. Pobranie tkanek z guza i tkanek zdrowych oraz porównanie ich DNA umożliwia wykrycie najbardziej istotnych mutacji. W ten sposób lekarz może zastosować spersonalizowaną terapię dobraną do konkretnego typu mutacji, czyli określić, które leki będą skuteczne, a które nie zadziałają.

Co jeszcze można przechowywać w biobankach?

W biobankach można magazynować dużo więcej i pracować na materiale pozyskanym od zwierząt lub roślin, szczepach wirusów,  komórkach bakterii i grzybów, materiale archeologicznym i paleobiologicznym, toksynach i metabolitach, płynach fizjologicznych, ekstraktach białek czy też izolatach kwasów nukleinowych.

Bank DNA i tkanek wybranych gatunków roślin i zwierząt.

Ze względu na zmiany środowiskowe i klimatyczne, coraz częściej bankuje się nasiona roślin, a także materiał biologiczny zwierząt. Są to głównie gatunki zagrożone wyginięciem, a także rośliny cenne dla naszego środowiska. W ten sposób zabezpieczamy nasz ekosystem przed utratą bioróżnorodności, a także na wypadek konieczności odbudowania linii niektórych odmian roślin uprawnych po ich wymarciu np. na skutek globalnej suszy.

Biobanki wirusów

Jak łatwo się domyślić biobanki tego typu zajmują się przechowywaniem szczepów wirusów. Ze względu na wymogi zapewnienia wysokiego reżimu bezpieczeństwa nie są to liczne instytucje, jednak spełniają nieocenioną rolę. Takie banki zapewniają naukowcom nie tylko materiał i narzędzia do prowadzenia badań nad wirusami, są także niezmiernie ważne w przypadku pojawienia się epidemii lub pandemii nowego wirusa. DNA nowo wykrytego wirusa możemy porównać do DNA wirusów znajdujących się w bazie konkretnego biobanku. Pozwala to na jego klasyfikację i wspomaga proces tworzenia leku lub szczepionki.