Трансплантологи научились выращивать кости

Трансплантологи научились выращивать кости

Ученый-медик за работой

Уже много лет ученые всего мира работают над созданием работающих тканей и органов из клеток. Чаще всего практикуется выращивание новых тканей из стволовых клеток.

Эта технология отрабатывается уже много лет и стабильно приносит успехи.

Но полностью обеспечить необходимое количество органов пока невозможно, так как вырастить орган для конкретного пациента можно только из его стволовых клеток.

Ученым из Великобритании удалось то, что до сих пор не получалось никому – перепрограммировать клети и вырастить из них работающий орган. Это позволит в обозримом будущем обеспечить органами для пересадки всех, кому это будет необходимо.

Выращивание органов из стволовых клеток

Выращивание органов из стволовых клеток знакомо медикам уже давно. Стволовые клетки являются прародительницами всех клеток организма.

Они могут заменить собой любые поврежденные клетки и предназначаются для восстановления организма. Максимальное количество этих клеток бывает у детей после рождения, а с возрастом их количеством снижается.

Поэтому постепенно возможности организма к самовосстановлению снижаются.

Трансплантологи научились выращивать кости

В мире создано уже немало полноценно функционирующих органов из стволовых клеток, например, в 2004-и в Японии создали из них капилляры и кровеносные сосуды. А в 2005-м американским ученым удалось создать клетки головного мозга.

В 2006-м в Швейцарии были созданы клапаны человеческого сердца из стволовых клеток. В том же 2006-м в Британии создали ткани печени. До сегодняшнего дня ученые имели дело практически со всеми тканями организма, выращивали даже зубы.

Очень любопытный эксперимент был проведен в США – там вырастили новое сердце на каркасе от старого. Донорское сердце очистили от мышц и нарастили новые мышцы из стволовых клеток.

Это полностью исключается возможность отторжения донорского органа, так как он становится «своим».

Кстати, есть предположения, что в качестве каркаса, можно будет использовать сердце свиньи, которое анатомически очень похоже на человеческое.

Новый способ выращивания органов для пересадки (Видео)

Главный недостаток существующего метода выращивания органов – необходимость для их производства собственных стволовых клеток пациента. Далеко не у каждого пациента можно забрать стволовые клетки и тем более не у всех есть готовые замороженные клетки.

Но недавно исследователям из Университета Эдинбурга удалось перепрограммировать клетки организма таким образом, чтобы они позволяли выращивать из них необходимые органы.

По прогнозам широкое применение данной технологии станет возможным примерно через 10 лет.

На сегодняшний день ученым уже удалось создать полноценно работающую вилочковую железу, которая регулирует работу иммунной системы и располагается рядом с сердцем. Сделали данный орган из клеток просо соединительной ткани, которая была получены из эмбриона мыши. Клетки соединительной ткани пересадили в другую клеточную культуру благодаря специальному «генетическому переключателю» в ДНК.

До сегодняшнего дня эксперименты по выращиванию органов таким способом не приносили ощутимых результатов. Это первый удачный эксперимент, который показал, что есть возможность вырастить нужный орган даже без использования стволовых клеток, а при помощи любых других клеток организма, например, клеток соединительных тканей.

Хирурги научились восстанавливать органы для пересадки: спасение для миллионов

Трансплантологи научились выращивать кости

Трансплантация не просто тканей, а целых органов — это чудо современной медицины. Увы, в настоящее время по всему миру существует жесткая нехватка донорского материала: примерно 20 человек ежедневно умирают лишь потому, что до них так и не дошла очередь на пересадку. Ученые из Гарвардской медицинской школы считают, что они могут решить эту проблему, опираясь на органы свиней и других животных. Они уверены, что могут подарить старым органам и их новым владельцам полноценную жизнь.

Читать также:  Какой сорт клубники лучше выращивать в подмосковье

Хирург Харальд Отт (Harald Ott) и его команда разработали метод, в процессе которого органы животных выполаскиваются в специальном моющем средстве, после чего от них остается лишь тканевый каркас.

Этот каркас, благодаря посеву на него стволовых клеток человека, может быть использован в качестве импланта: таким образом медики предотвращают отторжение тканей, а потому нет необходимости тратиться на антиретровирусные препараты.

Пока клетки растут, их жизнедеятельность поддерживает биореактор, насыщающий ткани кислородом и стимулирующий их деятельность — фактически, устройство имитирует работу органа в здоровом теле.

Трансплантологи научились выращивать кости

Команда уже успешно восстановила легкие, почки, сердца и части кишечника у крыс и свиней, после чего пересадила органы обратно животным. Хотя человеческие клетки, помещенные в ткани, в теории должны были сделать органы непригодными для их прежних владельцев, они все же работали! Помимо этого, ученые успешно реанимировали мышечные ткани в сердцах, извлеченных из человеческих трупов.

«Когда ваш iPhone разбивается, а его батарея ломается, вы просто заменяете ее. В этом направлении движется и медицина», поясняет Отт в интервью Wall Street Journal. Он говорит, что задача трансплантологов состоит в том, чтобы сделать процедуру универсальной: в идеале хирург должен просто взять орган, сделать его совместимым с конкретным пациентом, а потом пересадить его в организм.

По оценкам Харальда, уйдет примерно 10 лет на то, чтобы провести все необходимые исследования и перейти к практике пересадки обновленных органов людям. Отт входит в обширную группу ученых, стремящихся улучшить процесс трансплантации.

В настоящее время они исследуют самые разнообразные тактики, от редактирования генов в организме пациента до 3D-печати новых органов из «органических чернил».

Судя по всему, спустя десятилетие трансплантология и в самом деле сделает большой шаг вперед.

Пересадка органов – выращивание органов для человека

Современная медицина может творить настоящие чудеса. С каждым годом ученые находят все новые и новые методы терапии различных патологических состояний, и особенный интерес представляют собой новейшие технические достижения.

Врачи уверены, что совсем скоро им удастся лечить болезни на расстоянии, проходить диагностику всего организма за считанные минуты и предупреждать заболевания с использованием современных компьютерных технологий.

И такая казалось бы фантастика, как выращивание органов человека для пересадки, понемногу становится реальностью.

На сегодняшний день ученые ведут множество активных разработок и исследований, которые касаются органов человеческого тела. Наверное, каждый из нас слышал, что в современном мире огромное количество людей нуждается в пересадке органов или тканей, и никакие объемы донорских материалов не могут покрыть эту потребность.

Поэтому ученые не первый год занимаются разработкой технологий, которые позволяют справиться с такой ситуацией. И на сегодняшний день продолжается активная разработка метода «выращивания» органов.

В качестве исходного материала при этом используют стволовые клетки организма, способные адаптироваться под особенности любого органа.

Искусственное выращивание органов человека

На сегодняшний день уже изобретено несколько технологий для активного выращивания органов из стволовых клеточек. Еще в 2004 году ученым удалось создать полностью функциональные капиллярные сосуды. А в 2005 году были выращены полноценные клеточки головного мозга и нервной системы.

В 2006 году швейцарским медикам удалось вырастить клапаны сердца, а британским – клеточки тканей печени. В том же году американцы создали полноценный орган – мочевой пузырь, а в 2007 году была получена роговица глаза.

Еще через год ученым удалось вырастить новое сердце, используя в качестве основы каркас старого. Для такого научного эксперимента использовалось сердце взрослой крысы, которое поместили в особенный раствор, удаливший из органа все мышечные ткани.

Далее полученный каркас засеяли клетками сердечной мышцы, полученными от новорожденной крысы. Уже спустя две недели орган стал способен перекачивать кровь.

Читать также:  Как выращивать шампиньоны на приусадебном участке

На сегодняшний день многие медики уверены, что в скором времени трансплантация уже не будет дорогостоящей операцией для избранных, для получения органа нужна будет лишь символическая плата.

Так за последние несколько лет было проведено ряд оперативных вмешательств по пересадке искусственно выращенной трахеи, на которую были нанесены собственные клеточки пациента, выделенные из костного мозга.

Благодаря таким клеткам организм рецепиента не отторгает пересаженный орган, он нормально приживается и сам подстраивается под новые условия.

Такая операция позволяет пациентам вновь самостоятельно дышать и говорить.

Выращивание человеческих органов для трансплантации другим методом

Еще одним современнейшим достижением науки можно назвать 3d-печать органов. Подобная чудесная методика осуществляется при помощи специальной биохимической машины. Самые первые опыты проводились на классических струйных принтерах.

Учеными было выяснено, что клеточки человеческого организма имеют такой же размер, как и капли стандартных чернил. Если перевести эти данные на цифры получится размер в 10 микрон.

Читайте также:  Найден способ, как поставить аптеки на место

А при биопечати девяносто процентов клеточек остаются жизнеспособными.

На сегодняшний день специалистам удалось напечатать ушные раковины, сердечные клапаны, а также сосудистые трубки. Кроме всего прочего 3d-принтер позволяет создать костные ткани, и даже кожу, подходящую для дальнейшей пересадки.

Печать органов проводится при помощи специального фоточувствительного гидрогеля, особенного порошкового наполнителя либо жидкости. Рабочий материал подают из дозатора покапельно или постоянной струей. Так создаются мягкие либо хрящевые ткани. Для получения костного импланта проводят послойное наплавление полимеров, имеющих натуральное происхождение.

Британские ученые вплотную занялись проблемами стоматологии, точнее ортодонтии. На сегодняшний день медики активно разрабатывают технологию восстановления утраченных зубов – при этом подразумевается, что зуб будет выращиваться самостоятельно непосредственно в ротовой полости пациента.

Поначалу стоматологи будут создавать «зачаток зуба» — используя эпителий десны и стволовые клетки. Такая манипуляция проводится в пробирке.

После клетки подвергаются стимуляции особенным импульсом, который заставит их превратиться в нужный тип зуба. Затем такой зачаток, находясь в пробирке, формируется.

Лишь после этого его помещают внутрь ротовой полости. Там он имплантируется и достигает нужного размера самостоятельно.

Итак, на сегодняшний день нет ни одной разновидности биологических тканей, которые бы не попробовала выращивать современная наука. Но, несмотря на достигнутые успехи, заменить жизненно важные органы человека искусственно выращенными аналогами пока невозможно – это дело будущего.

Народные лекарства помогут избежать необходимости пересадки органов. Они могут использоваться для лечения самых разных патологических состояний, в том числе и опасной почечной недостаточности, которая часто требует трансплантации почки.

При таком патологическом состоянии знахари советуют соединить равные доли измельченных листиков брусники, семян льна, цветков календулы и травки трехцветной фиалки.

Пару столовых ложек полученного сбора заварите одним литром кипящей воды. Проварите такое средство десять минут на огне минимальной мощности, после перелейте в термос на двенадцать часов.

Процеженный напиток принимайте по четверти-половинке стакана трижды на день примерно за час до трапезы.

Читать также:  Какие помидоры лучше выращивать в теплице из поликарбоната

Целесообразность применения народных средств нужно обязательно обсудить с врачом.

Выращенный из стволовых клеток орган впервые пересажен пациенту

Испанские хирурги провели первую в мире трансплантацию целого органа, выращенного из стволовых клеток пациента. 30-летняя Клаудия Кастильо (Claudia Castillo) получила биоинженерную трахею, которая для её организма фактически оказалась своей. Данное достижение на практике показало, как пересадка целых тканей может быть проведена без необходимости в дальнейшем приёме иммунодепрессантов.

Трахея Клаудии была повреждена после туберкулёза (а корректнее сказать — участок после её разветвления — левый бронх). Международная группа биологов и медиков провела уникальную операцию по спасению лёгкого этой женщины.

В университете Бристоля (University of Bristol) для неё вырастили новый орган. Для этого учёные взяли трахею от недавно умершего человека и поместили её в специальный раствор, который удалил все клетки. От донорского органа остался только инертный каркас из коллагеновых волокон.

Эта основа послужила строительными лесами для нового органа, выращенного из клеток, взятых у Клаудии. Клетки были двух типов: от внутреннего слоя трахеи женщины и стволовые — из костного мозга. После четырёх дней роста в лаборатории новый «воздуховод» был готов к пересадке.

Операцию провёл профессор Паоло Маккиарини (Paolo Macchiarini) из госпиталя Барселоны (Hospital Clínic de Barcelona).

«Мне было очень страшно. До этого мы делали такую работу только на свиньях, — заявил хирург. — Но как только донорская трахея была извлечена из биореактора, мы увидели весьма позитивный сюрприз. Она выглядела и вела себя сходно с нормальной человеческой донорской трахеей».

Пересадка была выполнена в июне нынешнего года. Через четыре дня, говорят специалисты, трахея прижилась настолько, что её сложно было отличить от соседних участков дыхательных путей. А уже через месяц она вырастила собственную сеть кровоснабжения.

Теперь же, через пять месяцев, медики рапортуют, что состояние пациентки — хорошее, никаких признаков отторжения не выявлено. Клаудия вновь ухаживает за своими детьми и может подняться по лестнице не запыхавшись.

Возвращение к активному образу жизни — главный подарок и авторам сенсационной работы, и, конечно, самой Кастильо. По словам Маккиарини, и в будущем вероятность отторжения нового органа равна нулю. Так что эта пионерская операция открывает заманчивые перспективны для лечения целого ряда заболеваний.

Как утверждает один из участников эксперимента, профессор хирургии Мартин Бирчалл (Martin Birchall) из Бристоля, в течение 20 лет по такой технологии люди научатся выращивать практически все трансплантируемые ныне органы.

Проводившая необычное лечение Кастильо международная группа учёных, также включающая в себя специалистов из университета Падуи (Università degli Studi di Padova) и Миланского политеха (Politecnico di Milano), намерена в будущем провести аналогичные операции по трансплантации трахей и даже гортаней у раковых пациентов. Такие клинические испытания могут начаться в течение пяти лет.

Читайте о результатах многолетнего испытания трансплантированного мочевого пузыря, полученного культивацией специализированных клеток, взятых из соответствующего органа больного, а также о свежем прорывном опыте по выращиванию функционирующих тканей головного мозга из стволовых клеток.

Источники:

В отрасли пересадки органов ожидается революция

http://www.popmech.ru/science/411522-hirurgi-nauchilis-vosstanavlivat-organy-dlya-peresadki-spasenie-dlya-millionov/

http://www.rasteniya-lecarstvennie.ru/18096-vyraschivanie-organov-cheloveka-dlya-peresadki.html

http://www.membrana.ru/particle/13286

Впервые выращена искусственная конечность

Трансплантологи научились выращивать костиИсследователь в Массачусетской больнице общего профиля создал искусственную конечность крысы. Полученный образец отвечает на внешние раздражители и имеет функционирующие кровеносные сосуды. Результат выглядит как ампутированная конечность размером чуть меньше человеческого пальца, хотя на самом деле она была создана искусственным путём. Следующим может стать эксперимент с участием конечности примата.

По всему миру живёт огромное количество инвалидов. Только в США ампутантов 2 миллиона. Сегодня с частью проблем могут справиться протезы. Но они выглядят неестественно и технологически далеки от того, чем грезят авторы киберпанковых произведений. Другим вариантом может быть трансплантация конечностей. В этом случае крупным минусом является необходимость употребления иммунодепресантов на протяжении всей оставшейся жизни — иначе организм отвергнет чужеродную вставку. У созданной в лаборатории конечности этих недостатков нет. Результат содержит клетки только реципиента. Выращенная конечность может выглядеть и функционировать так же, как и утерянная, но она не требует подавления иммунитета.

Для выращивания лапки торакальному хирургу Харальду Отту требуются недели. Он удовлетворяет все её необходимости, пока она растёт в специальном инкубаторе. Используется техника «децеллюляризация/рецеллюляризация» (decel/recel). Метод состоит из следующих шагов: орган мёртвого донора очищается от клеток, от него остаётся только мёртвая основа из инертного коллагена и других веществ. Затем остов населяется нужными клетками из тканей реципиента. В биореакторе происходит подпитывание и рост тканей. Поскольку клеток донора в полученном органе нет, он не будет отвергнут иммунной системой реципиента.

То есть децеллюляризация/рецеллюляризация — это не полное создание с нуля. Ранее эта техника уже использовалась для выращивания органов с различной степенью успеха. Отличие лапки от относительно простых синтетических мочевых пузырей или трахей состоит в большом разнообразии тканей: это кровеносные сосуды, нервные окончания, мускулы и кости. Ткани имеют разные структуры и функции.

В данном случае процесс начинался с мёртвой конечности крысы. Процесс децеллюрязации проходил так же, как и в исследованиях с внутренними органами. В сосудистую систему мёртвой передней конечности был введён специальный раствор-очиститель. Он удалил все клеточные материалы, оставляя сосудистую сеть и нервную матрицу. Процесс удаления остатков клеток занял неделю. В результате была получена бесклеточная структура, которая служила основой для разнообразных тканей конечности. Затем остов был помещён в биореактор. В коллагеновую артерию была подключена искусственная система циркуляции, снабжавшая конечность питательными веществами и кислородом. Чтобы усилить структуру кровеносных сосудов для предстоящей для них нагрузки, в них были введены клетки человеческого эндотелия. Отт населил структуры лапки крысы клетками реципиента. В полости ранее бывшей мускулами структуры ввели миобласты, клетки, которые вырастают в мышцы. Через пять дней начала проводиться стимуляция развития мускулов с помощью электрических импульсов. Всего для роста кровеносных сосудов и мускулов потребовалось 3 недели. Отт закончил процесс пересадкой кожи.

Трансплантологи научились выращивать кости

B J Jank, Ott Laboratory Для проверки работоспособности мускулов выращенной лапки исследователи использовали электрические импульсы. Конечность могла сгибаться и разгибаться с силой в 80 % от силы мышц новорождённого. Клетки были ориентированы в корректном направлении мышечных волокон. Также выращенные конечности присоединялись к здоровым крысам под наркозом. В этом случае был продемонстрирован успешный кровеносный поток. Не проводились проверки на движения мышц и на отторжение тканей. Всего было децеллюрязировано порядка 100 конечностей крыс, более половины были рецеллюрязированы. Отт замечает, что для исследователей ещё много работы. Конечность требуется снабдить костными структурами, хрящами и другими типами клеток. Нужно убедиться, что они тоже могут быть восстановлены. Затем нужно показать развитие нервной системы. Результаты пересадки донорских кистей рук показывают, что нервы реципиента проникают в новый орган, постепенно позволяя управлять им. Важно проверить, происходит ли то же самое в выращиваемых конечностях. Также Отт и его коллеги смогли продемонстрировать децеллюляризацию конечности бабуина (на фотографии ниже). Команда исследователей начала населять получившийся остов человеческими клетками кровеносных сосудов. Далее будет проводиться ввод миобластов человека для выращивания мышц. Но Отт предупреждает, что до первых конечностей для тестов на людях потребуется как минимум десятилетие. Возможно, в отдалённом будущем любой желающий сможет пожертвовать после смерти свои руки и ноги для выращивания конечностей для инвалидов.

Читайте также:  Умори себя сам: в России в почете самолечение

Трансплантологи научились выращивать кости

B J Jank, Ott Laboratory

Стив Бадылак из Питтсбургского университета рассказал о возможных проблемах, которые будут стоять перед командой Отта. Наибольшие трудности может вызывать циркуляция в сосудах: эндотелий не должен закупоривать мельчайшие капилляры.

Оскар Ашманн из Венского медицинского университета заявил, что в таком сложном органе, как рука, слишком много разных тканей и структур, поэтому децеллюляризация/рецеллюляризация не сможет стать реальным процессом выращивания потерянных конечностей.

Чтобы рука выполняла хоть какую-либо полезную функцию, она должна стимулироваться тысячами нервов. Сейчас проблемы с нервной тканью — это непреодолимый барьер, говорит Ашманн.

По материалам New Scientist, Washington Post и новостного сайта Массачусетской больницы общего профиля. doi.org/4w7.

В израиле вырастили человеку новую ногу из его собственного жира

Трансплантологи научились выращивать костиДани Якобсон после лечения по новому методу. Фото из личного архива

Израильское открытие поможет миллионам людей с дефектами костей. Стартап Bonus Biogroup из Хайфы разработал способ выращивания в лаборатории костных клеток для пересадки больным с серьезными дефектами костей. Кость изготовляют из собственного жира больного, выращивают в течение 2 недель и вводят в область дефекта. За считанные месяцы больные выздоравливают, и у них полностью восстанавливается функциональность.

Так случилось с израильтянином Дани Якобсоном (на фото вверху).

У Дани, жителя кибуца Мишмар ха-Эмек, была раздроблена левая нога. После лечения он смог не только ходить без костылей, но и заниматься спортом.

«Мы с женой катались на сегвеях по Праге, и я врезался в бордюр, — рассказывает Дани Якобсон. — Когда я очнулся, выяснилось, что у меня перелом кости со смещением в левой ноге.

Отломки зафиксировали штифтом израильские врачи в больнице «Ха-Эмек» в Афуле. Но когда перелом начал срастаться, кость стала выступать наружу, за пределы кожи, и пришлось удалить ее часть.

 В результате образовался ужасный дефект».

Дани пришлось ходить со штифтом в ноге, но когда улучшения не наступило и через 2 месяца, ему предложили лечение новым методом. Врачи откачали из организма Дани немного жира, вырастили из них в лаборатории новые костные клетки и ввели с помощью инъекции прямо в пострадавшую кость.

Через 6 недель после инъекции новообразованная кость полностью заполнила дефект. «Через 2 месяца после лечения нога стала работать нормально, — говорит Дани.

— А через год я пробежал половину дистанции на соревнованиях по триатлону Iron Man («Железный человек»). Новый метод спас меня от инвалидности и даже позволил снова вернуться к спорту.

 Я многим обязан компании Bonus Biogroup и лечащему врачу доктору Ноаму Бору».

Подобным образом в Израиле вылечили уже 40 больных.

«Никто в мире еще не смог вырастить человеческие ткани вне организма больного, — говорит генеральный директор компании Bonus Biogroup д-р Шай Мерецкий. — Нам впервые удалось вырастить живую функциональную ткань, заполняющую дефекты костей».

На этой неделе Федеральное управление США по контролю за лекарствами (FDA) выдало компании Bonus Biogroup лицензию на применение специального шприца для введения выращенной в лаборатории костной ткани.

Это первый этап получения нужных разрешений, и предполагается, что метод, который уже применяется для лечения больных в Израиле, в течение 3 лет станет применяться во всем мире.

У больного с дефектом любой кости скелета откачивают некоторое количество жира и передают его в лабораторию. Там из жира выделяют десятки тысяч клеток-предшественников остеоцитов (клеток кости). Эти клетки выращивают в течение 2 недель и вводят больному по месту костного дефекта. Они создают в пустом пространстве дефекта костную ткань, и через несколько месяцев функциональность больного полностью восстанавливается. Трансплантологи научились выращивать костиРентгеновские снимки показывают рост кости из жировых клеток. Слева направо: в день пересадки, через 1, 6, 10 недель и в конце процесса

Сейчас компания Bonus Biogroup проводит клинические испытания по восстановлению костей верхней и нижней челюсти под руководством челюстно-лицевого хирурга д-ра Эфраима Цура. Испытаниями по восстановлению костей конечностей руководит проф. Нимрод Розен из больницы «Ха-Эмек».

Новый метод, как уже сказано, был применен при лечении 40 больных. У одного из них вследствие несчастного случая на стройплощадке были раздроблены кости кисти руки. Ему ввели клеточную суспензию, и через 2 месяца он смог вернуться на работу.

Израильская разработка находится на продвинутой стадии клинических испытаний. Если успехи будут продолжаться, метод будет лицензирован в течение 3 лет.

Между тем, по словам д-ра Мерецкого, Bonus Biogroup может оказывать помощь больным с повреждениями костей, которым показано подобное лечение, в рамках клинических испытаний. Для этого надо обратиться в компанию, форма для контакта есть на сайте, там же указан телефон.

«Наша разработка, — говорит генеральный директор, – может помочь миллионам больных с многооскольчатыми переломами костей, опухолями, инфекционным остеомиелитом, кистами, возрастными дефектами костей и иными патологиями. Мы уже лечили людей, которым грозила ампутация конечности, медики не могли предложить им никакой альтернативы, а наш метод позволил им избежать ампутации».

Органы из пробирки: что уже умеют выращивать

Возможность вырастить человеческий орган в пробирке и пересадить его человеку, нуждающемуся в пересадке — мечта трансплантологов.

Ученые по всему миру работают над этим и уже научились делать ткани, небольшие работающие копии органов, и до полноценных запасных глаз, легких и почек нам на самом деле осталось совсем немного.

Возможность вырастить человеческий орган в пробирке и пересадить его человеку, нуждающемуся в пересадке — мечта трансплантологов.

Ученые по всему миру работают над этим и уже научились делать ткани, небольшие работающие копии органов, и до полноценных запасных глаз, легких и почек нам на самом деле осталось совсем немного.

Пока что органеллы используются в основном в научных целях, их выращивают, чтобы понять, как работают органы, как развиваются болезни. Но от этого до трансплантации всего несколько шагов. МедНовости собрали сведения о самых перспективных проектах.

Легкие. Ученые из Техасского университета вырастили легкие человека в биореакторе. Правда, без кровеносных сосудов такие легкие не функциональны.

Однако команда ученых из Медицинского центра Колумбийского университета (Columbia University Medical Center, New York) недавно впервые в мире получили функциональное легкое с перфузируемой и здоровой сосудистой системой у грызунов ex vivo.

Ткани сердечной мышцы. Биоинженерам из университета Мичигана удалось вырастить в пробирке кусок мышечной ткани. Правда, полноценно сердце из такой ткани пока работать не сможет, она вдвое слабее оригинала. Тем не менее пока это самый сильный образец сердечной ткани.

Кости. Израильская биотехнологическая компания Bonus BioGroup использовалат трехмерные сканы для создания гелеобразного каркаса кости перед посевом стволовыми клетками, взятыми из жира. Кости, получившиеся в результате, они успешно пересадили грызунам. Уже планируются эксперименты по выращиванию человеческих костей по этой же технологии.

Ткани желудка.

Ученым под руководством Джеймса Уэллса из Детского медицинского клинического центра в Цинциннати (Огайо) удалось вырастить «в пробирке» трехмерные структуры человеческого желудка при помощи эмбриональных стволовых клеток и из плюрипотентных клеток взрослого человека, перепрограммированных в стволовые. Эти структуры оказались способны вырабатывать все необходимые человеку кислоты и пищеварительные ферменты.

Японские ученые вырастили глаз в чашке Петри. Искусственно выращенный глаз содержал основные слои сетчатки: пигментный эпителий, фоторецепторы, ганглионарные клетки и другие. Трансплантировать его целиком пока возможности нет, а вот пересадка тканей — весьма перспективное направление. В качестве исходного материала были использованы эмбриональные стволовые клетки.

Ученые из корпорации Genentech вырастили простату из одной клетки. Молекулярным биологам из Калифорнии удалось вырастить целый орган из единственной клетки. Ученым удалось найти единственную мощную стволовую клетку в простатической ткани, которая способна вырасти в целый орган.

Таких клеток оказалось чуть меньше 1% от общего числа. В исследовании 97 мышам трансплантировали такую клетку под почку и у 14 из них выросла полноценная простата, способная нормально функционировать.

Точно такую же популяцию клеток биологи нашли и в простате человека, правда, в концентрации всего 0,2%.

Читайте также:  Сколько длится менструальный цикл в норме

Сердечные клапаны.

Швейцарские ученые доктор Саймон Хоерстрап (Simon Hoerstrup) и Дорта Шмидт (Dorthe Schmidt) из университета Цюриха (University of Zurich) смогли вырастить человеческие сердечные клапаны, воспользовавшись стволовыми клетками, взятыми из околоплодной жидкости. Теперь медики смогут выращивать клапаны сердца специально для неродившегося еще ребенка, если у него еще в зародышевом состоянии обнаружатся дефекты сердца.

Ушная раковина. Используя стволовые клетки, ученые вырастили ухо человека на спине крысы. Эксперимент был проведен исследователями из Университета Токио (University of Tokyo) И Университета Киото (Kyoto University) под руководством Томаса Сервантеса (Thomas Cervantes).

Кожа. Ученые из Цюрихского университета (Швейцария) и университетской детской больницы этого города впервые сумели вырастить в лаборатории человеческую кожу, пронизанную кровеносными и лимфатическими сосудами. Полученный кожный лоскут способен почти полностью выполнять функцию здоровой кожи при ожогах, хирургических дефектах или кожных болезнях.

Поджелудочная железа. Ученые впервые создали васкуляризованные островки поджелудочной железы, способные вырабатывать инсулин. Еще одна попытка вылечить диабет I типа.

Почки. Ученые из австралийского университета Квинсленда научились выращивать искусственные почки из стволовых клеток кожи. Пока это лишь маленькие органоиды размером 1 см, но по устройству и функционированию они практически идентичны почкам взрослого человека.

Печень. Биологи сразу нескольких стран заявили о том, что смогли вырастить полноценный аналог печени, способный очищать кровь от токсинов и выполнять другие функции этого органа. Для этого ученые использовали стволовые клетки и «заготовки» из стволовых клеток. Эти разработки параллельно велись в Японии, Америке и России.

Мочевой пузырь. Группа американских ученых под руководством Энтони Аталы (Anthony Atala) вырастила в лаборатории человеческие мочевые пузыри, полностью готовые к пересадке, из образцов собственных тканей пациентов. Те же ученые вырастили мочеиспускательные каналы для пациентов, у которых они были повреждены.

Кроме того, ученые уже научились выращивать хрящевые ткани, ткани скелетных мышц и костей, ткани гипофиза, тимуса, а также ткани, функционирующие аналогично тканям человеческого мозга.

Части тела. Какие органы медики научились пересаживать человеку?

Сама по себе пересадка органов давно не представляет проблемы. Важно соблюдать три простых правила: дождаться донора, иметь рекомендации к проведению операции и иметь возможность её пережить, а также соблюсти все необходимые условия для того, чтобы реабилитация прошла с минимальными осложнениями.

Безусловным лидером по количеству пересадок многие годы являются почки. Только в 2018 году трансплантологи во всём мире выполнили 90 306 трансплантаций почки. При этом в 36,5% случаев органы пересаживали от живого донора.

С высокой эффективностью врачи пересаживают людям сердце, печень, части поджелудочной железы, кишечник. Операции на внутренних органах, повреждения которых локальны, тоже проводят массово и с большим успехом.

Например, существенный опыт медикам удалось накопить в трансплантации костного мозга, сухожилий, тканей и соединений, роговой оболочки глаза, кожи, сердечных клапанов, нервов и вен.

Президента Чехии ждёт операция из-за травмы руки

Несмотря на то что роговицу глаза пересаживают давно, успешно и относительно массово, до полноценной пересадки глаза от живого или только что умершего донора ещё далеко. Врач-офтальмолог Андрей Сумской отметил, что проблем с такой трансплантацией сразу несколько.

Врач-офтальмолог

Пересадка сетчатки (органа зрения, который и формирует картину окружающего мира с помощью фоторецепторов, передавая зафиксированное по зрительному пути) пока задача невыполнимая. Врач-нейроофтальмолог Яна Карнаухова отметила, что пересадка сетчатки может не помочь пациенту вернуть зрение, если повреждение зрительного пути находится там, куда добраться хирургическим путём невозможно.

Врач-нейроофтальмолог

Но проблема пересадки глазного яблока целиком или сетчатки — это не сугубо российская недоработка. Японские медики из института RIKEN успешно вырастили сетчатку из стволовых клеток пациентки и даже смогли пересадить её в глаз. Зрение к пациентке до конца так и не вернулось, особенного чуда не произошло — незначительные улучшения наблюдались не слишком долго.

Пересадить сетчатку, выращенную из стволовых клеток доноров, тоже пока не получается. И дело не только и не столько в том, что на выращивание сетчатки из стволовых клеток требуется примерно год времени и 200 тысяч долларов на работу биотехнологов, сколько спорная возможность, что такой орган приживётся правильно.

Исправить ситуацию хотят нейроофтальмологи Университета Монаша.

Устройство под названием Gennaris, разработанное при содействии нескольких инженерных групп, состоит из беспроводного передатчика, камеры, а также имплантированного в мозг микроэлектрода, который стимулирует определённые участки мозга, отвечающие за восприятие зрительной информации. По задумке австралийских учёных, по специальному «мосту» информация в виде импульсов будет передаваться по зрительному пути, не затрагивая повреждённые нервы.

Этот сигнал должен поступать напрямую в ЦНС, а специальные датчики, имплантированные в мозг, будут стимулировать мозг на обработку этих данных. Как это будет работать на практике, пока не знает никто. Хирург-офтальмолог Василий Прилепский отметил, что система бионического зрения не изучена должным образом и потенциально может привести к тяжёлым последствиям.

Хирург-офтальмолог

Несмотря на то что в клеточную терапию биотехнологические стартапы вкладывают миллиарды долларов, выращивать донорские органы пока не получается. Даже трёхмерная биопечать, о которой все говорят последние несколько лет, не работает так, как было запланировано изначально.

Первая подобная операция состоялась в 2018 году. Американские медики пересадили пенис и часть мошонки молодому морпеху, потерявшему гениталии после взрыва.

Через год медики отчитались, что провести подобную операцию позволила частично уцелевшая мочеполовая система, пациент чувствует себя хорошо. Отмечалось, что после трансплантации мужчина прошёл полный курс иммуноподавления, чтобы избежать отторжения донорского органа.

В результате в пенисе восстановилась чувствительность, пациент начал фиксировать постоянную эрекцию и позднее заявил, что может ощущать оргазм.

Нейрохирург Ираклий Ломидзе отметил, что некоторые факты о человеческом организме могут казаться невероятными и «пришить донорский пенис» гораздо проще, чем установить больному донорскую ногу.

Нейрохирург

По словам Ломидзе, гораздо больших шансов на успех хирурги-трансплантологи могут добиться, если операция будет проводиться в тех же условиях, при которых мужские руки пришили пострадавшей в ДТП жительнице индийского города Пуна. После этой операции чувствительность рук не восстановилась до конца, девушка до сих пор не чувствует пальцев. Однако ключевые параметры моторики оказались в норме.

В апреле 2019 года стало известно, что российский программист Валерий Спиридонов, страдающий тяжёлой формой мышечной атрофии (синдром Верднига-Хоффмана), отказался от пересадки головы.

Провести уникальную операцию планировал итальянский хирург Серджо Канаверо, которого многие коллеги, как за границей, так и дома, обвиняли в желании «похайпить» на уникальном пациенте даже под угрозой летального исхода.

Однако изучение медицинских достижений Канаверо дало неожиданные результаты: за месяц до отказа Спиридонова от операции по смене поражённого болезнью тела на здоровое команда Канаверо успешно срастила рассечённый спинной мозг собакам.

Прямая трансляция: Врачи рассказывают об операциях Рук-Базук

Серджо Канаверо и его коллега Жень Сяопин сообщили, что эксперименты на 12 собаках завершились успехом, что доказывает возможность проведения таких операций на людях. Всем собакам учёные перерезали спинной мозг в области десятого грудного позвонка. Семь собак позднее получили инъекции по 2 мл полиэтиленгликоля, остальным собакам вводили лишь 0,5%-ный раствор соли.

Первая успешная пересадка головы человека проведена в Китае

Спустя полгода всех собак, кроме двух биглей из контрольной группы, усыпили. Полученные пробы из спинного мозга показали, что полиэтиленгликоль, введённый собакам, оказался способен «склеивать» рассечённые клеточные мембраны.

Этот же метод, по словам Канаверо, можно распространить и на человеческие ткани.

Отличительной особенностью препарата, по данным итальянского хирурга, стал запуск механизма по росту новых клеточных соединений, в результате которого спинной мозг собак практически полностью вернулся в исходное состояние.

Нейрофизиолог Валентин Кучков отметил, что на текущем этапе развития науки пересадка головы не имеет никакого смысла, потому что после такой процедуры человек не сможет двигаться и будет парализован.

Нейрофизиолог

Рассуждая о том, когда наука и медицина будут в состоянии проводить операции такого уровня и люди смогут в буквальном смысле слова «собирать себя по частям», медики отмечают, что на такие достижения понадобится не менее 150–200 лет и 20-кратное увеличение финансирования научных исследований.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *