Новые органы человека – рецепт найден

Несколько лет назад считали, что искусственные живые органы для пересадки должны включать в себя функционирующие специализированные клетки. Оказалось, что реально работающая модель – это каркас органа из биоразлагаемого материала, содержащий любые живые клетки пациента, выращенные в лаборатории, которые при имплантации такого органа в тело пациента замещаются на подходящие функциональные клетки, которые мигрируют с током крови.

В июне 2013 в госпитале Филадельфии 10-летней девочке, страдающей клеточным фиброзом были пересажены искусственные легкие, выращенные в лаборатории на искусственном трехмерном каркасе, на который разместили взятые у пациентки и выращенные в лаборатории клетки. За два года до этого в том же госпитале сделали пересадку искусственного крупного кровеносного сосуда 3-летней девочке по той же методике с положительным результатом.

Не секрет, что потребность в органах для трансплантации по-преждему велика и с каждым годом растет.  Наиболее часто (более 95%) требуются донорские почки и крупные кровеносные сосуды. В США на июнь 2013 г. около 119 000 больных ожидали трансплантации живых органов, из них 96 600 ждут пересадки почки. В прошлом году в Соединенных Штатах было проведено 16 812 операций по пересадке почки, из них 11 042 почки были взяты от умерших (погибших) людей. Каждый месяц к списку ожидания в США присоединяются 3000 новых пациентов, а  390 ежемесячно умирают, не дождавшись пересадки почки. Для Российской Федерации мы не смогли найти официальных данных по числу больных, ожидающих пересадки почки на настоящий момент, но по данным Минздрава России в 2010 г. было проведено 558 операций по трансплантации почки. Министр здравоохранения России Вероника Скворцова считает, что пересадки органов, их частей и тканей для россиянина должны быть бесплатными. В России сейчас готовится закон по трансплантологии, принципиально новый для нашей страны. Он должен увеличить доступность донорских органов для трансплантации.

Looking forwardНо вернемся к искусственным органам для пересадки. В течение последних 10 лет ученые-медики во всем мире, и особенно в Японии, разрабатывали методы выращивания в лаборатории тканей и органов для трансплантации путем размножения клеток, предназначенных для выполнения необходимых функций в теле пациента.  В этом направлении были достигнуты определенные успехи.  Например, стандартной практикой становится хирургическое лечение хрящевой части коленного сустава из выращенных в лаборатории клеток пациента или лечение ожоговых больных путем пересадки кожи, выращенной в лаборатории из собственных клеток пациента.

Однако теперь становится ясно, что судьба пересаженного органа в организме человека иная, чем это полагали раньше.  Пересаженный орган постепенно замещается другими клетками, которые мигрируют с током крови к пересаженному органу.  Поэтому наиболее надежный способ вылечить больного, которому требуется трансплантация, это поместить в его тело искусственный орган, состоящий из каркаса, или матрицы, изготовленной из биоразлагаемого материала, на которую установлены собственные клетки пациента, которые можно получить у него и размножить в лаборатории.  Обычно это клетки красного костного мозга, которые в нормальных условиях делятся и дают начало клеткам крови. По словам Д-ра Кристофера Бреуера из Национального детского госпиталя в г. Коламбус, штата Огайо (Dr. Christopher Breuer, Nationwide Children’s Hospital), исследования на мышах показали, что функционирующие структурные блоки пересаженных органов состоят из клеток, мигрировавших из других частей организма.  Клетки, посаженные на структурную основу искусственного органа быстро умирают.  Как он считает, раньше врачи-трансплантологи делали правильные вещи с неправильной целью.

В США уже более, чем дюжине пациентов были пересажены в порядке эксперимента трахеи, полученные путем выращивания стволовых клеток из красного костного мозга пациента на синтетических трехмерных моделях этих органов.

Пока выращенные в лаборатории части органов, имплантированные пациентам, представляют собой простые структуры – листы, трубки или пустые внутри контейнеры.  Такие вещи делают, например, в Университете Вещего Леса (Wake Forest University) в Северной Каролине.  Там создают живые модели носов и ушей для пересадки.  Целые внутренние органы, такие как печень, сердце и почки слишком сложные по строению, чтобы создать их живой прототип, однако сейчас в штате Северная Каролина ученые пытаются построить модель почки. В нескольких лабораториях США, в том числе в Центральном Госпитале Массачусеттс, также пытаются построить прототип сердца, легких, печени и почек человека или свиньи в экспериментальных целях.

В том же университете с трудно переводимым названием (Вещего Леса), создан трех-мерный принтер, у которого вместо чернил – гелеобразный пластик и смесь живых клеток лабораторного животного или человека.  Пластик затем безвредно распадается в течение определенного времени в теле человека или животного, а клетки замещаются на нужные организму специализированные клетки.  С помощью этого принтера слой за слоем создаются экспериментальные объемные модели органов для имплантации в лабораторных животных.  Удалось уже вырастить маленький прототип почки.  Предполагаемый сценарий: у пациента берут клетки путем биопсии или просто из крови. В лаборатории эти клетки размножают или же прямо используют в качестве посева на каркасы, повторяющие по форме орган, нужный пациенту.  Затем теоретически орган будут выращивают в лаборатории и использовать для хирургической трансплантации.

В другом эксперименте по выращиванию искусственного органа отмывают от клеток орган свиньи и в полученный каркас сажают клетки человека.  Интересно, что когда у такого органа сосуды наполняют кровью, то они успешно держат давление крови. Такие опыты проводятся в Техасском центре сердца. На основе этого метода созданы маленькие почки и маленькое работающее сердце крысы.  Исследователи говорят, что такие искусственные почки не похожи на обычную почку, но они выполняют необходимую работу и в дальнейшем смогут избавить некоторых пациентов от гемодиализа.

Конечно это проекты будущего.  Из самых интересных и почти фантастичных проектов 2013 г., можно назвать опыты японских ученых в Университете Токио на генетически модифицированных мышах, лишенных гена развития какого-нибудь органа.  Когда в зародыш такой мыши добавляют ген развития недостающего органа от другого животного, то вырастает мышь с органом, который является «своим» для донора гена и может быть трансплантирован в это животное. Предполагается, что таким образом можно будет выращивать человеческие органы у химерных генномодифицированных свиней для последующей трансплантации.

Автор admin Категория Старение Комментарии отключены
2 Сентябрь