Когато след лечение на рак на трахеята Аделмариам Бейен бил диагностициран с нов тумор с размерите на топка за голф, лекарите признали, че той не може да се оперира.
Един от специалистите предложил да се тръгне по друг път: да отгледат нова трахея, както се казва, от нулата.
Лекарите от различни страни са постигнали поразителни успехи в отглеждането на нови органи за трансплантация.
Първоначално успели да отгледат в епруветка нова тъкан човешка кожа за присаждането ѝ на мястото на увредена от огън тъкан. След това в лаборатория били получени хрущяли, кости, а съвсем наскоро – и цели органи, например пикочен мехур.
„Учените смятат, че в близките години ще се появят лаборатории, на чиито стелажи в редици ще бъдат поставени сърца и черни дробове. Вземаш ги от лавицата и ги присаждаш на болния – казва Линдзи Дю от университета в Шефилд (Великобритания), която наскоро започнала да пише дисертация за производството на човешки органи за трансплантация. – Изкуствено отгледаните органи са бъдещето на медицината.“
Как да построим необходимия орган?
За начало е необходима „носеща арматура“ – основа, върху която може да се отгледа живата тъкан. Обикновено тя се взема от донора.
Така и било в случая с първата в света трансплантация на изкуствено отгледана трахея. Учените взели тъкан от трахеята на донора, след това я „посели“ със стволови клетки, получени от костния мозък на самия пациент реципиент.
Ако се поставят стволовите клетки в подходящи условия, от тях може да се получат клетки почти от всяка тъкан на организма. Когато върху „скелето“ израснат клетки на самия пациент, този изкуствено създаден орган може да се присади.
За разлика от целия донорски орган изкуственият не се отхвърля от организма на пациента, тоест не е необходимо през целия си останал живот той да взема лекарства, потискащи имунитета.
Учените се надяват, че използваните синтетични скелета ще позволят пациентът да избегне продължителното очакване на необходимия донорски орган. Преди две години изследователите от Каролинския университет (Стокхолм, Швеция) успели успешно да присадят синтетична трахея на болен. Този първи щастливец бил Бейен.
Изкуствената трахея е създадена от Александър Сейфалиан и колегите му от Лондонския университетски колеж (Великобритания). По специалност Сейфалиан е ядрен физик, но след това учил ядрена медицина и биохимия. И ето – сега се занимава със създаването на изкуствени тъкани за човешкото тяло.
„Това е съвсем нова дума в медицината – твърди той. – Такива органи позволяват да се спаси живот на смъртноболни и да се подобри качеството на живот на други пациенти. Именно затова толкова се увлякох в тази работа.“
Ръководеният от него екип имал нужда само от 10 дни, за да отгледа новия орган.
Отначало по данни, получени от компютърна томография на трахеята на Бейен, Сейфалиан отлял формата ѝ от стъкло. След това я залели с порест полимер, от който получили отливка на трахеята. Това скеле било покрито с хормони на ръста – вещества, подпомагащи превръщането на стволовите клетки в клетки на необходимата тъкан на организма, след това „напоили“ скелето с воден разтвор на стволови клетки, взети от костния мозък на самия Бейен.
Тези клетки осеяли милионите дребни пори на полимера. Сега Бейен е жив и здрав. „Това стана главно постижение на моя живот“, казва Сейфалиан.
Оттогава той и сътрудниците му успели да създадат от същия материал изкуствени слъзни канали, шунтове за запушени кръвоносни съдове. На дневен ред е създаването на пикочни канали, коронарни съдове, сърдечни клапи, стентове.
Други учени използват триизмерни принтери за създаването на нови органи. Бен Шефърд и колегите му от биоинженерната компания Organovo в Сан Диего (Калифорния, САЩ) просто заредили 3D принтера, вместо с полимерен прашец, с клетки от човешко тяло и получили напълно функциониращ миниатюрен черен дроб с ширина няколко милиметра и дебелина половин милиметър. Той произвежда ензими, разлагащи токсините, не по-зле от нормален пълноразмерен черен дроб.
По поръчка и за износ
Стратегическата цел на Сейфалиан е да разшири мащабите на производството. „Това ще бъде нещо от рода на магазин, където клиентът може да си поръча орган, а аз ще му го изготвя и изпратя“, казва той.
Такива органи като трахея, ухо или нос трябва да се правят по индивидуална мярка, а кръвоносни съдове и сърдечни клапи може да бъдат изработвани в няколко стандартни размера.
Една от най-трудните задачи – за да не загине новият орган, трябва да му се осигури необходимото кръвоснабдяване. За бъдещата си дисертация Дю разработва реални и компютърни модели, които ще позволят да се намерят начини да се ускори ръстът на мрежата кръвоносни съдове в изкуствени кожни тъкани, предназначени за присаждане.
„Лекарите с нетърпение чакат кога изкуствените органи ще прекрачат от лабораториите в клиничната практика – казва тя. – Горда съм, че моите скромни усилия позволяват да се подобри животът на пациентите.“
В създаването на изкуствени тъкани участват учени от различни специалности – химици и специалисти по материалите, за да проектират и създадат скелето на органа, физици и математици – за да моделират процеса на нарастването на тъканта върху него, биолози – за да следят процеса по размножаване на клетки и при необходимост да го коригират.
„В нашия екип работят физици, инженери, математици, фармаколози, биолози, хирурзи, помощен медицински персонал“, казва Сейфалиан.
Материалът е публикуван в сп. New Scientist
