Человеческая кожа растет в пробирке

"Жидкую" кожу можно намазывать ложкой, как икру

В последние годы пожары все чаще прибавляют работы комбустиологам - врачам, лечащим ожоги. Опасность техногенных катастроф и сопутствующих им пожаров, к несчастью, не уменьшается. Значит, не станет меньше и ожоговых больных.

Именно поэтому мировая наука пытается создать живые биологические материалы, которые могли бы заменить пострадавшие участки кожи. Российские биологи предложили несколько уникальных разработок, не имеющих аналогов в мире. Но оказалось, что они перспективны для лечения не только ожогов.

Наша кожа - не просто "граница" тела и окружающей среды, а сложный многослойный орган. Чем глубже ее поражение, тем сложнее лечить и восстанавливать человеческую кожу, особенно если речь идет об ожогах. Традиционным методом считается аутодермопластика: у самого же пострадавшего берут лоскут кожи, растягивают его до максимума и закрывают им ожоговую рану. Но при обширных ожогах это не всегда возможно - взять здоровую кожу просто негде.

Прорыв в лечении глубоких и обширных ожогов произошел в начале 80-х годов прошлого века. Тогда американские биологи Рейнвальд и Грин предложили выращивать "заплатки" из особых клеток-кератиноцитов, живущих в верхнем слое кожи - эпидермисе. Для этого клетки брали у самого пострадавшего. Прозрачные, едва видимые глазом в питательном растворе лоскутки позволили спасать людей с ожогами площадью до 80 процентов поверхности тела. Но технология оказалась очень тонкой и дорогой.

Наши ученые из Института хирургии им. Вишневского разработали метод выращивания донорских клеток-фибробластов из нижнего слоя кожи - дермы. Закрывая такими "заплатами" ожоговую рану, они добивались спасения жизни, хотя косметический эффект был несколько хуже. Но зато метод позволял создать банк трансплантатов, которые можно было при необходимости быстро доставить к месту массовых поражений.

Затем ученые из Института цитологии РАН (Санкт-Петербург) и Института биологии развития им. Кольцова (Москва) освоили и технологию выращивания кератиноцитов - как аутологичных, так и донорских. При небольших ожогах пласты эпидермиса, выращенные из донорских клеток, служили чем-то вроде высококлассного перевязочного материала. Хотя через какое-то время чужая "кожа" и отторгалась, но под ней у каждого третьего больного кожный покров восстанавливался полностью, еще у трети - частично. Биологи выяснили, что донорские пласты мощно стимулировали процесс заживления ожоговых ран.

Но несколько лет назад сотрудники лаборатории клеточных технологий Института биологии развития им. Кольцова РАН, которой руководит профессор Василий Терских, предложили совершенно оригинальный путь.

- В конце 80-х годов мы прошли весь путь выращивания пластов кератиноцитов - и отказались от него, - рассказывает доктор биологических наук Андрей Васильев. - Специальные контейнеры, ферменты, сеточка, на которой росли клетки, питательный раствор - все это было импортным, очень дорогим. Сами клетки оказались очень капризны, чувствительны к малейшему нарушению технологии и режиму использования. К примеру, после биологической процедуры снятия со специальной сеточки-подложки пласт клеток мог жить не больше 10 минут, у нас обеспечить подобную четкость организации работы в клинике в то время было почти невозможно - то свет отключат, то операционная занята и т.п. Тогда и возникла идея выращивать клетки на микроносителях - коллагеновых шариках диаметром в 200-300 микрон.

Как у нас часто бывает, остроумная идея выросла на почве бедности. Коллагеновыми шариками для выращивания клеток, на которых, в свою очередь, выращивали различные вирусы, уже пользовались вирусологи. Но из коллагена состоит и наша дерма - нижний слой кожи.

Биологи стали выращивать на шариках клетки эпидермиса - получать своеобразную "кожную" псевдосуспензию. Ее в самом прямом смысле слова можно было вылить на ожоговую рану и размазать по ране ложечкой - как икру по бутерброду. Клетки тут же начинали мигрировать с шариков на раневую поверхность, потому что только на ней они могли питаться. Оказалось возможным вырастить по отдельности и фибробласты, и кератиноциты, слить и пересадить вместе. На ране все клетки находят свое место - расслаиваются, как в обычной коже. Более того, оказалось, что выращенные таким образом клетки можно залить специальным раствором и заморозить - заготовить впрок, как заготавливают донорскую кровь. К тому же и ресурсы донорских клеток оказались доступными. Во всем мире для выращивания клеток кожи используют ткани, полученные при обрезании. У нас же приспособили для этой цели отходы пластической хирургии - проще говоря, "излишки", которые получаются при подтяжках лица и тела у желающих помолодеть дам. Так что красота оказалась способна спасать мир в самом прямом смысле слова.

На базе этой технологии ученые разработали живой дермальный эквивалент - коллагеновый гель, внутри которого жили фибробласты, как в естественных условиях. Если гель пересаживают на рану, он мощно стимулирует процесс заживления. Когда на гель стали "сажать" еще и кератиноциты, получили живой эквивалент полнослойной человеческой кожи. Клинические испытания в ожоговом центре Института им. Склифосовского под руководством профессора Сергея Смирнова показали, что оба эквивалента быстро и эффективно лечат обширные и глубокие ожоги. Но и это еще не все.

Гелем стали лечить различные свищи и длительно не заживающие раны, порой не поддававшиеся обычным методам лечения 3, 4, а то и 5 лет. А в отделении травмы глаза НИИ глазных болезней им. Гельмгольца доктора медицинских наук Роза Гундорова и Павел Макаров применили донорский живой дермальный эквивалент для лечения тяжелых ожогов и дефектов роговицы глаза.

Ожоги глаз - одна из самых сложных проблем офтальмологии. При попадании на роговицу кислоты или щелочи образуется язва, которую лечили двумя методами. Либо зашивали глаз на год, потом получив в лучшем случае бельмо на месте ожога. Либо пересаживали трупную роговицу, которая приживается, к сожалению, плохо. Да и клетки пересадить в глаз оказалось непросто: и сам глаз, и веко движутся, глаз омывается слезой, закрепить в таких условиях что-либо чужеродное невозможно. Но ученые додумались пересаживать живой дермальный эквивалент на внутреннюю поверхность мягких контактных линз. Эпителий с краев язвы мигрирует на гель, почувствовав под собой опору. Начинается взрывообразное деление клеток, которые за три недели замещают гель. И если пациент попал в клинику со свежим ожогом глаза, сохраняется не только сам глаз, но в половине случаев и почти полная острота зрения.

Технология оказалась востребована и в онкологии - здесь при помощи кожного эквивалента восстанавливают дефект после обширных операций на гортани. У больных с трофическими язвами ног, которым прежде приходилось переносить по три-четыре операции в год, новый трансплантат заживляет язвы 10-15-летней давности. После многолетних страданий боль исчезает после первой же процедуры пересадки. Разработанный совместно с коллегами из Института Вишневского коллаген-хитозановый гель позволяет успешно лечить еще одну сложную и массовую болезнь - пародонтоз. Испытали этот метод в клинике Московского медицинского стоматологического университета. Введенный в десну гель в течение месяца образует соединительную ткань, которая надежно фиксирует шатающиеся зубы и позволяет затем восстановить дефекты костной ткани челюсти.

Первоначальная идея с созданием "жидкой" кожи уже разрослась в несколько современных технологий, а в лаборатории Института биологии развития думают над новыми сферами ее применения.

Татьяна БАТЕНЕВА

Источник: Известия науки