Баку 13°C
Первая в мире пересадка биоинженерного легкого признана успешной
В 2014 году биоинженеры впервые в мире пересадили свиньям искусственные легкие. Теперь, спустя несколько лет исследований, они опубликовали подробные результаты эксперимента. Рукотворные органы успешно прижились и сформировали густую сеть кровеносных сосудов. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science Transplantation Medicine группой во главе с Хоакином Кортьеллой из Техасского университета медицинских наук.
Проблема замены «неисправных» органов остро стоит перед человечеством. Пока в мире тысячи людей умирают, так и не дождавшись донорского органа, что-либо добавлять к этому утверждению в общем-то не имеет смысла.
«Число людей, у которых развиваются тяжелые легочные болезни, увеличивается во всем мире, а количество доступных для трансплантации органов уменьшается», – поясняет ситуацию Кортьелла в пресс-релизе исследования.
Ученые пытаются исправить ситуацию путем создания искусственных органов. Разрабатывается целый ряд технологий, от конструирования имплантатов до выращивания нужных частей организма из стволовых клеток. Однако все они пока далеки от совершенства.
Один из способов создания органов «в пробирке», на первый взгляд, выглядит очень просто. Нужно взять образцы клеток нужного органа и подвергнуть их действию нужных факторов роста. Однако важно, чтобы при этом получился именно орган, а не бесформенная масса, и чтобы орган не был отторгнут. Для этого культуру клеток реципиента (то есть того, кому будет пересажен орган) следует высевать на специальный каркас, повторяющий внутреннюю структуру нужной части организма. Впрочем, создать подобную конструкцию – задача не из простых.
Команда Кортьеллы предложила опробованное на других органах решение этой проблемы. Исследователи получили «каркас легкого» прямо из легкого. Обработав изъятый орган специальной смесью «моющего средства» и сахаров, они удалили клетки и кровь, оставив только внеклеточный белковый «опорный скелет» органа.
На эти «строительные леса» по тщательно разработанной методике высевались живые клетки легкого. Клетки брались у того животного, которому предстояло имплантировать искусственный орган, чтобы не возникало иммунного отторжения. Пересаженные клетки затем подвергались действию факторов роста. На выращивание каждого органа в биореакторе ушло 30 дней.
Всего исследователи вырастили четыре экземпляра легкого для пересадки четырем свиньям. Каждому животному удаляли один из этих парных органов, а на его место пересаживали детище биоинженерии. Второе легкое оставляли на месте.
Первую свинью подвергли эвтаназии и вскрытию через 10 часов после трансплантации, вторую через две недели, третью спустя месяц и четвертую – через два месяца. Это позволило определить, как приживается орган на каждом этапе.
Все животные после операции оставались здоровыми. Уже через две недели пересаженное легкое сформировало полноценную сеть кровеносных сосудов для своего кровоснабжения.
«Мы не видели признаков отека легких, что обычно является признаком недостаточной зрелости сосудистой сети, – рассказывает Джоан Николс из Техасского университета медицинских наук, соавтор исследования. – Биоинженерные легкие продолжали развиваться после трансплантации без каких-либо вливаний факторов роста, организм обеспечивал все строительные блоки, необходимые для новых легких».
Все в порядке оказалось и с микробиомом (естественным микробным населением) органа. Творение биоинженеров пересаживалось в организм стерильным, но микроорганизмы второго легкого успешно колонизировали «новую территорию».
Основное внимание в работе уделялось тому, насколько успешно пересаженный орган интегрируется в организм. Эффективность его функционирования подробно не исследовалась.
«Мы знаем, что у животных было стопроцентное насыщение крови кислородом, так как у них было одно нормальное функционирующее легкое, – говорит Кортьелла. – Даже через два месяца биоинженерное легкое еще не было достаточно зрелым, чтобы мы могли остановить дыхание животного с помощью нормального легкого и полностью переключиться на биоинженерное легкое».
В последующих исследованиях планируется изучить, как ведет себя пересаженный орган на более длительных промежутках времени, и в том числе оценить его функционирование. При условии достаточного финансирования группа обещает через 5–10 лет вырастить легкие, пригодные для трансплантации человеку.
Vesti.ru
Проблема замены «неисправных» органов остро стоит перед человечеством. Пока в мире тысячи людей умирают, так и не дождавшись донорского органа, что-либо добавлять к этому утверждению в общем-то не имеет смысла.
«Число людей, у которых развиваются тяжелые легочные болезни, увеличивается во всем мире, а количество доступных для трансплантации органов уменьшается», – поясняет ситуацию Кортьелла в пресс-релизе исследования.
Ученые пытаются исправить ситуацию путем создания искусственных органов. Разрабатывается целый ряд технологий, от конструирования имплантатов до выращивания нужных частей организма из стволовых клеток. Однако все они пока далеки от совершенства.
Один из способов создания органов «в пробирке», на первый взгляд, выглядит очень просто. Нужно взять образцы клеток нужного органа и подвергнуть их действию нужных факторов роста. Однако важно, чтобы при этом получился именно орган, а не бесформенная масса, и чтобы орган не был отторгнут. Для этого культуру клеток реципиента (то есть того, кому будет пересажен орган) следует высевать на специальный каркас, повторяющий внутреннюю структуру нужной части организма. Впрочем, создать подобную конструкцию – задача не из простых.
Команда Кортьеллы предложила опробованное на других органах решение этой проблемы. Исследователи получили «каркас легкого» прямо из легкого. Обработав изъятый орган специальной смесью «моющего средства» и сахаров, они удалили клетки и кровь, оставив только внеклеточный белковый «опорный скелет» органа.
На эти «строительные леса» по тщательно разработанной методике высевались живые клетки легкого. Клетки брались у того животного, которому предстояло имплантировать искусственный орган, чтобы не возникало иммунного отторжения. Пересаженные клетки затем подвергались действию факторов роста. На выращивание каждого органа в биореакторе ушло 30 дней.
Всего исследователи вырастили четыре экземпляра легкого для пересадки четырем свиньям. Каждому животному удаляли один из этих парных органов, а на его место пересаживали детище биоинженерии. Второе легкое оставляли на месте.
Первую свинью подвергли эвтаназии и вскрытию через 10 часов после трансплантации, вторую через две недели, третью спустя месяц и четвертую – через два месяца. Это позволило определить, как приживается орган на каждом этапе.
Все животные после операции оставались здоровыми. Уже через две недели пересаженное легкое сформировало полноценную сеть кровеносных сосудов для своего кровоснабжения.
«Мы не видели признаков отека легких, что обычно является признаком недостаточной зрелости сосудистой сети, – рассказывает Джоан Николс из Техасского университета медицинских наук, соавтор исследования. – Биоинженерные легкие продолжали развиваться после трансплантации без каких-либо вливаний факторов роста, организм обеспечивал все строительные блоки, необходимые для новых легких».
Все в порядке оказалось и с микробиомом (естественным микробным населением) органа. Творение биоинженеров пересаживалось в организм стерильным, но микроорганизмы второго легкого успешно колонизировали «новую территорию».
Основное внимание в работе уделялось тому, насколько успешно пересаженный орган интегрируется в организм. Эффективность его функционирования подробно не исследовалась.
«Мы знаем, что у животных было стопроцентное насыщение крови кислородом, так как у них было одно нормальное функционирующее легкое, – говорит Кортьелла. – Даже через два месяца биоинженерное легкое еще не было достаточно зрелым, чтобы мы могли остановить дыхание животного с помощью нормального легкого и полностью переключиться на биоинженерное легкое».
В последующих исследованиях планируется изучить, как ведет себя пересаженный орган на более длительных промежутках времени, и в том числе оценить его функционирование. При условии достаточного финансирования группа обещает через 5–10 лет вырастить легкие, пригодные для трансплантации человеку.
Vesti.ru
