Штучні органи та тканини: коли можна буде придбати "запчастини" для власного тіла (Искусственные органы и ткани: когда можно будет приобрести "запчасти" для собственного тела)

Будь-яка людина хоч раз у житті замислювалася про неможливість жити вічно, бо тіло поступово старіє. У деяких думки про тлінність тіла виникають при випаданні першого молочного зуба, в інших, коли вони знаходять перше сиве волосся. У більшості випадків люди починають про це думати з появою зморшок і болів у суглобах. А що, якби стало можливим замінювати органи як деталі в автомобілі? Наприклад, при сильних опіках або при відмові будь-якого органу.

У медичній практиці існує 2 методи заміни органів:

• Протезування. Цей спосіб не будемо розглядати в даному матеріалі, оскільки він має очевидний недолік: будь-який протез після певного часу зношується.
• Вирощування органів та тканин. Цей метод набагато зручніший — клітини можуть відновлюватися, та й зробити операцію можна практично у будь-якого лікаря.

Тривалий час перелічені вище ідеї можна було зустріти тільки в книгах письменників-фантастів. Але все змінилося на початку ХХ століття. Біолог Алексіс Каррель надав докази, що можна довго підтримувати функціонування ізольованих клітин та тканин поза людським організмом.

У 1970-х роках американський цитолог Мозес Джуда Фолкман зробив відкриття — виявив механізми клітинного диференціювання. Внаслідок цього процесу стовбурові клітини можуть перетворитися на клітину будь-якої тканини.

Тканини організму складаються не тільки з близьких клітин, а з позаклітинного матриксу

Для вирощування тканин чи органів необхідно обережно знеклітити матрикс, тобто обробити його певними розчинами. По суті, ми повинні очистити тканину за допомогою "клітинного "Fairy". Таким чином клітинні жирові мембрани розчиняються, а позаклітинний каркас, який їх підтримує, залишається недоторканим. При видаленні клітинного матеріалу білкові гормони, завдяки яким здійснюється ріст і диференціювання організм з осідають на каркасі.. Коли витягнута з організму хворого стовбурова клітина потрапляє в матрикс, вона "знає", на що їй потрібно далі перетворитися.

Слід підкреслити, що в окремих випадках клітинний матеріал присаджують на біологічно сумісний полімер

Найперше успішне дослідження — це відтворення нової легеневої артерії. Біологи взяли частину периферичної вени і витягли клітини, які можуть стати стінкою судини. Досвід пройшов успішно, але необхідно зробити виправлення на те, що хворому було лише чотири роки. У молодого організму, як відомо, набагато краще відновлюються клітини, ніж у пацієнтів похилого віку.

Якщо говорити про об'ємні органи, тут використовується техніка знеклітинки. Скандально відомий доктор Паоло Маккіаріні, який займався регенеративною медициною, першим виконав операцію трансплантації донорської трахеї. Лише цей орган було вилучено з трупного матеріалу. Пацієнт помер одразу після оперативного втручання. Подейкують, що це сталося внаслідок звичайного бактеріального сепсису.

Вчені-фахівці з етичного комітету висунули претензії до Маккіаріні, і одна з них полягала в тому, що хірург під час проведення кожної нової операції використав новий експериментальний метод. Начебто зміна методики та біоматеріалів для трахеї говорила про те, що лікар не знав, що робить. У звітності члени комісії заявили, що застосовувати неперевірені методи є неприпустимим.

Якщо розмірковувати про прикладні досягнення в біологічній трансплантації, варто згадати серце миші, що б'ється. Його виростили за допомогою знеклітинування та засіяли стовбуровим клітинним матеріалом.

Безумовно, таке серце не може з такою ж ефективністю, як і здорове, качати кров, та й скорочується недостатньо ритмічно. Однак сам спосіб вирощування в пробіркових умовах органів вже функціонує.

У даний момент проходять клінічні випробування нові методи терапії незначних структурних дефектів внутрішніх органів за допомогою стовбурових клітин. І на жаль, якщо хтось потребує такої допомоги, залишається єдиний вихід — систематично переглядати сайти західних медичних центрів, що спеціалізуються на цьому напрямі.

Переклад російською мовою:

Любой человек хоть раз в жизни задумывался о невозможности жить вечно, потому что тело постепенно состаривается. У некоторых мысли о бренности тела возникают при выпадении первого молочного зуба, у других, когда они находят первые седые волосы. В большинстве случаев люди начинают об этом думать при появлении морщин и болях в суставах. А что, если бы стало возможным заменять органы, как детали в автомобиле? Например, при сильных ожогах или при отказе какого-либо органа.

В медицинской практике существует 2 метода замены органов:

• Протезирование. Этот способ не будем рассматривать в данном материале, поскольку он обладает очевидным недостатком: любой протез по прошествии определенного времени изнашивается.
• Выращивание органов и тканей. Этот метод гораздо удобнее — клетки могут восстанавливаться, да и сделать операцию можно практически у любого врача.

Продолжительное время вышеперечисленные идеи можно было встретить только в книгах писателей-фантастов. Но все изменилось в начале двадцатого века. Биолог Алексис Каррель представил доказательства, что можно долго поддерживать функционирование изолированных клеток и тканей вне человеческого организма.

В 1970-ых годах американский цитолог Мозес Джуда Фолкман сделал открытие — выявил механизмы клеточной дифференцировки. В результате этого процесса стволовые клетки могут превратиться в клетку любой ткани.

Ткани организма состоят не только из близко расположенных клеток, а из внеклеточного матрикса

Для выращивания тканей или органов необходимо осторожно обесклеточить матрикс, то есть обработать его определенными растворами. В сущности, мы должны очистить ткань при помощи “клеточного “Fairy”. Таким образом клеточные жировые мембраны растворяются, а внеклеточный каркас, который их поддерживает, остается нетронутым. При удалении клеточного материала белковые гормоны, благодаря которым осуществляется рост и дифференцировка клеток, оседают на каркасе. Когда извлеченная из организма больного стволовая клетка попадает в матрикс, она “знает”, во что ей нужно дальше превратиться.

Следует подчеркнуть, что в редких случаях клеточный материал присаживают на биологически совместимый полимер

Самое первое успешное исследование — это воссоздание новой легочной артерии. Биологи взяли часть периферической вены и извлекли из нее клетки, которые могут стать стенкой сосуда. Опыт прошел успешно, но необходимо сделать поправку на то, что больному было лишь четыре года. У молодого организма, как известно, гораздо лучше восстанавливаются клетки, чем у пациентов преклонного возраста.

Если говорить об объемных органах, здесь используется техника обесклеточивания. Скандально известный доктор Паоло Маккиарини, занимавшийся регенеративной медициной, первым выполнил операцию по трансплантации донорской трахеи. Только этот орган был извлечен из трупного материала. Пациент скончался сразу же после оперативного вмешательства. Поговаривают, что это произошло в результате обычного бактериального сепсиса.

Ученые-специалисты из этического комитета выдвинули претензии к Маккиарини, и одна из них состояла в том, что хирург при проведении каждой новой операции использовал новый экспериментальный метод. Будто бы изменение методики и биоматериалов для трахеи говорило о том, что врач не знал, что делает. В отчетности члены комиссии заявили, что применять непроверенные методы, недопустимо.

Если рассуждать о прикладных достижениях в биологической трансплантации, стоит упомянуть бьющееся сердце мыши. Его вырастили при помощи обесклеточивания и засеяли стволовым клеточным материалом.

Безусловно такое сердце не может с такой же эффективностью, как и здоровое, качать кровь, да и сокращается недостаточно ритмично. Однако сам способ выращивания в пробирочных условиях органов, уже функционирует.

В данный момент проходят клинические испытания новые методы терапии незначительных структурных дефектов внутренних органов при помощи стволовых клеток. И увы, если кто-то нуждается в такой помощи, остается единственный выход — систематически просматривать сайты западных медицинских центров, которые специализируются в данном направлении.