Невероятные факты 36-летний мужчина вернулся на днях домой, получив первую в мире синтетическую трахею во время операции в больнице Каролинского университета в Стокгольме, Швеция. Изготовленная из полимерного материала, трахея может быть первой в списке готовых для трансплантации искусственных органов.
Операция была проведена Паоло Мачиарини (Paolo Macchiarini) и основывалась на ранее новаторской процедуре, во время которой Мачиарини пересадил пациентке часть дыхательных путей, взятых от умершего донора. Клетки донора перед этим были поделены химическим образом, затем снова восстановлены и соединены с собственными клетками пациентки.
Преимущество синтетической трахеи в том, что она не требует никаких жертв: ни чье-либо смерти или донорства. "Большой концептуальный прорыв состоит в том, что мы теперь можем перейти от пересадки органов на новый уровень их изготовления для нуждающихся людей", - говорит Дэвид Грин (David Green), директор бионаучного центра в Холлистоне (штат Массачусетс), который обеспечил покрытие синтетического органа клетками.
"Эта же концепция будет работать также эффективно и для других органов, таких как мочеточники и кровеносные сосуды", - поясняет Грин. Для более сложно работающих органов пока еще лучшим вариантом остается донорство.
Как соорудить трахею
Основа синтетической трахеи – это новый полимерный нанокомпозитный материал, разработанный в университетском колледже Лондона ученым Александром Сейфалианом (Alexander Seifalian). "Материал содержит миллионы крошечных отверстий, в которых могут расти живые клетки", - говорит Александр.
Немного изменяя "рецепт", ученый может придать своим полимерам различные свойства, которые присущи определенным органам. Синтетическая трахея, к примеру, имитирует хрящевые кольца настоящей трахеи, причем они очень мягкие, так как полимер – это гибкий материал, который позволяет искусственную трахею сгибать как настоящую.
Просто добавьте немного стволовых клеток
Сейфалиан соорудил трахею в точности совпадающую по размерам с трахеей пациента, которая была удалена вследствие поражения ее раком. За два дня до операции, исследователи изъяли около 200 миллилитров костного мозга у пациента, извлекая из него 40 миллилитров мезенхимальных стволовых клеток для покрытия ими искусственной трахеи.
Специалисты покрывали трахею стволовыми клетками во время ее вращения вокруг собственной оси в специальном биореакторе, размером с небольшую коробку. Орган был наполовину покрыт жидкостью, содержащей питательные вещества и клетками пациента, по мере вращения в него поступал воздух, давая клеткам кислород, необходимый для выживания и роста. Никаких дополнительных манипуляций не пришлось проделывать для того, чтобы стволовые клетки превратились в клетки, которыми покрыта трахея.
Перед имплантацией трахеи, Мачиарини взял образец клеточной ткани с носа пациента и поместил ее во внутреннюю часть трахеи, где они в конечном итоге создали слой эпителиальных клеток, как это и происходит в обычных условиях.
В последние два года исследователи использовали подобную терапию стволовыми клетками для того, чтобы изготовить мочеточники и гортань. Также команды ученых по всему миру работают над созданием комплекса искусственных органов, включая сердце и печень, которые являются гибридами человека и животного, то есть животный орган покрывают человеческими клетками.
