Сердце из пробирки

Сердце-призрак

Научные заслуги последних десятилетий открывают фактически нескончаемые способности для тканевой инженерии. Но собрать из клеточных слоев настоящие органы оказывается существенно труднее: одним из основных препятствий тут остается их непростая трехмерная структура. К примеру, ученым полностью по силам вырастить в лабораторных критериях работоспособные кардиомиоциты, но для того, чтоб составить из их кусок сердечной мускулы, способный реально участвовать в работе сердца, нужна тончайшая сеть сосудов и капилляров, воспроизвести которую «в пробирке» фактически нереально.

По сей день успешными оказывались только опыты по воссозданию отдельных, относительно нетрудно устроенных органов, к примеру мочевого пузыря, фрагментов кишечного тракта либо больших сосудов.

Сердечко крысы после обработки, фото с веб-сайта журнальчика Nature (nature.com)

Исследователи во главе с медиком Дорис Тэйлор (Doris Taylor) решили эту делему другим методом: в качестве строй лесов они использовали уже готовый «каркас» из коллагена и других биополимеров, формирующих так именуемую внеклеточную матрицу сердца и хоть какого другого органа. Для этого они в течение нескольких дней промывали сердца крыс и свиней веществом-детергентом, разрушающим клеточные структуры. То, что вышло в итоге, ученые назвали сердцем-призраком. После обработки детергентом органы животных перевоплотился в полупрозрачные желеобразные образования, которые, но, сохраняли форму желудочков, предсердий, клапанов и сосудов сердца.

В получившиеся «слепки» сердец ввели смесь клеток-предшественниц кардиомиоцитов и клеток эндотелия, взятых у зародышей свиней и крыс, или у новорожденных животных. Оказавшись в обычном окружении, эти клеточки заполнили отведенное им место, образовав функционально настоящие слои сердечной мускулы, также эндотелий сердца и кровеносных сосудов. Спустя четыре денька после введения клеток в сердцах животных начались наблюдаемые невооруженным глазом пульсации, а через восемь дней они начали отвечать на электронные импульсы и давление всеполноценными сокращениями.

Свиньи и люди

Итак, в итоге опыта ученые собрали новое сердечко, разрушив для этого несколько сердец животных-доноров. В чем все-таки практическая полезность схожей манипуляции? Дело в том, что предложенная исследователям методика на теоретическом уровне позволяет растить в лаборатории сердечко либо куски этого органа, владеющие данными тканевыми чертами, другими словами подходящие для пересадки определенным клиентам. К примеру, в приобретенный по новейшей методике стандартный «слепок» сердца человека можно ввести клеточки подходящего данному нездоровому донора. В отдаленном же будущем для выкармливания сердца можно будет использовать собственные стволовые клеточки пациента. Сделанный таким макаром орган будет восприниматься организмом как собственный свой, а означает, перенесшие пересадку люди будут избавлены от бессрочного приема ядовитых иммунодепрессантов.

В качестве формы для сердца из пробирки можно использовать и сердца свиней, которые очень похожи на людские. Ученые считают, что межклеточные структуры, унаследованные от сердца-слепка, не сумеют вызвать процесс отторжения организмом реципиента. Об этом, а именно, гласит и тот факт, что свиные сердечные клапаны, очищенные от клеток животного по схожей методике, издавна и удачно пересаживаются людям.

Вобщем, технические свойства первой партии рукотворных сердец пока оставляют вожделеть наилучшего: по данным самих исследователей, они могли перекачивать менее 2-ух процентов от объема крови, перекачиваемого сердцами здоровых животных. В то же время на данный момент применимыми для пересадки числятся сердца, мощность которых составляет всего 10 процентов от нормы здорового человека. В дальнейшем ученые хотят усовершенствовать свою методику, повысив работоспособность сердец из пробирки до применимого уровня.

Все не считая мозга

В критериях повсевременно нарастающего недостатка донорских органов выращенные в лаборатории органы либо их куски могут спасти огромное количество жизней. Согласно статистике, исключительно в США раз в год гибнут около 50 тыщ нездоровых, не дождавшихся подходящего донора сердца.

Дорис Тэйлор, фото с веб-сайта Института Миннесоты

К тому же, по воззрению создателей исследования, сфера внедрения их разработки никак не ограничивается кардиологией. На данный момент подобная методика сотворения трехмерных органов проверяется на почках, сердцах, мышцах и легких лабораторных животных. Во всех случаях подготовительные результаты исследовательских работ смотрятся очень многообещающе.

«Единственный орган, с которым у нас ничего не вышло — это мозг. — гласит госпожа Тэйлор, — После обработки он преобразуется в кашу, которая не держит форму».

Миша Алексеев