Инженеры человеческих тел

Александр Чубенко,
интернет-журнал «Коммерческая биотехнология»
«Популярная механика» №5, 2006

• Скажите «чи-и-из»
• Форма и содержание
• Сделано из стволовых клеток

Сделано из стволовых клеток

В опытах на животных тканевые инженеры сделали столько, что всего и не перечислить. Например, специалисты из американской компании Advanced Cell Technology и Гарвардской медицинской школы в 2003 году методом терапевтического клонирования получили эмбриональные стволовые клетки коровы, вырастили из них на биоразрушаемом каркасе несколько 5-см почек и имплантировали их корове — донору ядра — рядом с основными органами. Искусственные почки вырабатывали мочу не хуже, чем настоящие. Еще в 2002 году ученые Токийского университета вырастили глазное яблоко из недифференцированных эмбриональных клеток лягушки, вживили его головастику вместо удаленного глаза и показали, что новый глаз полностью интегрировался в нервную систему и способен передавать нервные импульсы. Здесь до практического применения в медицине еще дальше, чем в случае с почками, но сообщений об удачных клинических (то есть на людях) экспериментах по пересадке тканей и простых по строению органов становится с каждым месяцем все больше.

Ближе всех к выращиванию зубов подошли медики из Лондонского королевского колледжа. В 2004 году они приступили к клиническим испытаниям методики, по которой из стволовых клеток костного мозга выращивают такой же, как у эмбриона, зубной зачаток и вживляют его в десну. За два месяца новый зуб пустит корни и прорежется. По расчетам, испытания займут около двух лет — возможно, первые результаты уже получены.

Пластика молочных желез — это проблема не столько секс-бомб и поп-звезд, сколько сотен тысяч женщин, ежегодно подвергающихся мастэктомии. Возможно, скоро на смену опасным и во многих странах запрещенным силиконовым протезам придут натуральные. Клинические испытания нового метода изменения формы и размера грудных желез в 2004 году начали специалисты по пластической хирургии из Токийского университета. С помощью липосакции они получают из жировой ткани пациентки жировые клетки и преадипоциты — стволовые клетки, способные дифференцироваться, в частности, в клетки кровеносных сосудов, и вводят их смесь в молочные железы.

Мочевых пузырей только в США удаляют почти 60 000 в год. Это одна из тех ситуаций, когда жизненных показаний для пересадки нет — но представьте себе качество жизни таких пациентов. Клинические испытания метода выращивания биоискусственных мочевых пузырей прямо в организме пациента ведутся, в частности, в детской больнице Гарвардской медицинской школы (Бостон, США). Там делают двухслойные «сэндвичи»: на коллагеновую матрицу из мочевого пузыря или тонкой кишки животных снаружи наносят гладкие миоциты или миофибробласты, а изнутри — клетки уротелия (внутреннего эпителия, характерного для мочеполовой системы). Их шведские коллеги из Каролинской больницы в Стокгольме выращивают трехслойные мочевые пузыри в биореакторе и без матрицы: на сферическую форму наносят слой миоцитов, через неделю — фибробластов, а потом — эпителиальный слой. Через месяц мочевой пузырь — почти как настоящий — готов к пересадке.

При гипоспадии, частой врожденной аномалии развития половых органов у мальчиков, мочеиспускательный канал укорочен и открывается не там, где надо, а, в зависимости от тяжести нарушения, от нижней части головки полового члена до промежности. Подробности о качестве жизни таких больных вообразите сами. Операция при этом заболевании проводится в несколько этапов с перерывами в несколько лет, и ни один из примерно 150 разработанных хирургами способов уретропластики не идеален – хотя бы потому, что искусственную уретру выкраивают из кожи пациента и с наступлением переходного периода в ней вырастают волосы. Недавно на кафедре детской хирургии Московского медико-стоматологического университета в первой фазе клинических испытаний трем мальчикам с мошоночной формой гипоспадии пересадили искусственные уретры, выращенные в биореакторе на коллагеновой матрице из их собственных стволовых клеток. Если и дальше все пойдет как задумано, повторная операция не понадобится.

При тетраде Фалло (самом распространенном из пороков сердца) и других врожденных сужениях крупных сосудов искусственные артерии приходится менять раз в несколько лет. В Токийском женском медицинском университете с 2000 по 2004 год сорока двум детям с различными пороками развития крупных сосудов грудной полости пересадили артерии, выращенные из собственных клеток костного мозга на биоразрушаемых нетканых матрицах из полилактида и капролактона, укрепленных поли-L-лактатом.

В 2005 году специалисты американской биотехнологической компании Cytograft Tissue Engineering провели испытания выращенных из клеток пациента кровеносных сосудов. По этой методике, запатентованной под красивым названием Lifeline — «Линия жизни», вначале из выделенных из кожи фибробластов выращивают плоские лоскуты размером с почтовую открытку, сворачивают их в многослойную трубку и заселяют ее изнутри клетками эндотелия, выделенными из капилляров того же кусочка кожи, что и фибробласты. Такие сосуды использовали для подключения к «искусственной почке» пациентов с хронической почечной недостаточностью и для аортокоронарного шунтирования при стенокардии (спустя полгода они работали нормально у всех пациентов).

Планируются или начаты клинические испытания по тканевой инженерии связок и сухожилий, фаланг пальцев, по восстановлению голосовых связок, барабанных перепонок, желчных протоков, участков трахеи и кишечника. В некоторых клиниках мира восстановление кожи, роговицы, кости и хряща тканевым трансплантатом из клеток пациента уже становится рутинной процедурой. Возможно, самые молодые из читателей увидят первых пациентов с искусственно выращенным сердцем или глазом. Сейчас такая перспектива кажется хоть и отдаленной, но вполне реальной.