Искусственные органы и ткани, выращенные из стволовых клеток

Хирург Паоло Маккиарини (Paolo Macchiarini), профессор регенеративной хирургии из Каролинского Института (Karolinska Institutet, Швеция), приобрел всемирную известность после успешной трансплантации пациентке биоинженерной трахеи, выращенной из аутологичных (собственных) стволовых клеток и состоящей как из искусственного, так и из биологического материала. Теперь он планирует использовать разработанную методику для восстановления более сложно организованных органов человека, например, пищевода, диафрагмы, сердца или легких. Маккиарини также провел эксперименты по оценке возможности восстановления поврежденных тканей головного мозга у лабораторных крыс и мышей.

В июне 2011 г. средства массовой информации во всем мире сообщили об успешном завершении сложнейшей операции, во время которой пациентке была трансплантирована биоинженерная трахея, выращенная из аутологичных стволовых клеток на донорском каркасе. Ученые смогли получить искусственную трахею, обладающую всеми биологическими функциями этого органа. В настоящий момент в мире было проведено пять таких операций.

«Мы учимся новому во время каждой операции. Это означает, что мы можем разрабатывать и совершенствовать методику. Мы также составляем мнение о том, как можно применить полученный опыт в других медицинских специальностях, например, в области неврологии. Цель заключается в том, чтобы как можно полно использовать потенциал человеческого организма к восстановлению», - говорит Маккиарини.

Паоло Маккиарини рассказал о своих исследовательских планах на ежегодной научной конференции Американской Ассоциации Содействия Развитию Науки (American Association for the Advancement of Science, AAAS Annual Meeting), в Бостоне.

Маккиарини рассказал о том, как будет применяться разработанная технология. В частности:

• В марте Маккиарини планирует впервые провести операцию по трансплантации биоинженерной трахеи маленькому ребенку. Двухлетняя жительница США родилась без трахеи и прожила всю свою жизнь в отделении интенсивной терапии. Она дышит через специальную трубочку, помещенную в пищевод и непосредственно подведенную к ее легким. Эта пациентка навсегда останется в больнице, если ей не будет трансплантирована новая трахея. Кроме того, операция впервые будет проведена человеку, у которого никогда не было трахеи. До этого случая Маккиарини проводил операцию лишь по замещению трахеи, поврежденной различными заболеваниями.

• Маккиарини планирует трансплантировать пациенту пищевод – более сложноустроенный орган, чем трахея, поскольку он имеет мышечную оболочку.
• В серии экспериментов на лабораторных крышах исследовательская команда изучала возможность замещения тканей головного мозга, поврежденных при тяжелой травме, например, в результате автокатастрофы, огнестрельных выстрелов или хирургического вмешательства. Цель ученых – восстановить погибшие ткани головного мозга с помощью субстрата, основанного на культивированных стволовых клетках, и избежать неврологических повреждений в отдаленные сроки наблюдения за больным. Во время проведения экспериментов на лабораторных крысах и мышах ученые получили многообещающие результаты.
• В двух случаях у пациентов с острой рефрактерной легочной недостаточностью, возникшей в результате тяжелой травмы, применяли терапевтический подход, основанный на применении стволовых клеток. Результаты обследования показали улучшение функции легких больных сразу после проведенного лечения. Несмотря на то, что оба пациента умерли вследствие полиорганной недостаточности, ученые впервые смогли получить доказательства того, что терапия стволовыми клетками является многообещающим альтернативным методом лечения, позволяющим восстановить функцию некоторых поврежденных органов. При этом больным не требуется удалять поврежденные органы и замещать их здоровыми донорскими.

По материалам Karolinska Institutet