Когда начнут выращивать органы из стволовых клеток

В отрасли пересадки органов ожидается революция

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.

Создание органов из клеток — сложный и дорогой процесс

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

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.

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.

Bernhard Jank, Ott Lab Донорское сердце с посевом стволовых клеток, культивируемое в биореакторе

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.

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. 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.

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector