Понедельник, 22 Июнь 2015 10:18

Учёные смогли вырастить функционирующую конечность

Автор  Мельникова Елена
Оцените материал
(3 голосов)

Команда исследователей из Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital, MGH) сделала первый шаг на пути к выращиванию искусственной конечности. Учёные сообщают, что созданная ими биологическая искусственная крысиная лапка обладает функционирующей мышечной и сосудистой системами. Результаты работы опубликованы в журнале Biomaterials.

Авторы отмечают, что более полутора миллиона человек в США стали инвалидами из-за потери конечностей. И, хотя технологии протезирования достаточно развиты в наше время, у механических протезов есть много ограничений с точки зрения функциональности и внешнего вида.

За последние два десятилетия множеству инвалидов трансплантировали донорские руки. Это значительно улучшило качество жизни, однако пациенты вынуждены получать пожизненную иммуносупрессивную терапию.

Новый метод, основанный на заполнении матричного каркаса клетками-предшественницами, не имеет подобных недостатков, так как в процедуре используются собственные клетки пациента.
Метод, который использует доктор Харальд Отт (Harald Ott), ведущий автор исследования, основан на децеллюляризации (избавлении от клеток) органов донора специальным раствором. Затем полученный каркас заполняют клетками-предшественницами, соответствующими органу.

Команда доктора Отта использует данную методику, чтобы на децеллюляризированных каркасах вырастить такие органы как печень, почки, сердце и лёгкие животных. Но новая техника получения искусственной конечности гораздо сложнее и используется впервые.

Исследователи использовали переднюю лапку крысы от умершего донора. Все клетки конечности были децеллюляризированны, остались лишь матрицы сосудов и нервной сети. Процесс занял неделю. Клетки, которыми заполнили полученный бесклеточный каркас, предварительно выращивались в культуре.

Далее матрица лапки культивировалась в биореакторе, в то время как учёные вводили клетки эндотелия человека в артерию конечности, чтобы восстановить вены и артерии. Клетки-предшественницы мышц (миобласты) вводили непосредственно в матричные оболочки, определявшие положение каждой мышцы.

B J Jank, Ott Laboratory

Через 5 дней исследователи воздействовали на культуру клеток электростимуляцией для правильного формирования мышц. А спустя две недели искусственную конечность удалили из биореактора. Анализ показал, что она содержит клетки сосудов вдоль сосудистых стенок и мышечные клетки, корректно расположенные относительно мышечных волокон в матрице.

Функциональное тестирование выращенной конечности показало, что стимуляция электричеством заставляет мышцы сгибаться с силой в 80% от силы новорожденного животного.

После трансплантации биоинженерной лапки крысам-реципиентам, выращенные сосуды быстро наполнились кровью, которая начала циркулировать, а с помощью электрической стимуляции сгибались запястья и суставы пальцев трансплантатов.

Исследовательская группа также успешно децеллюляризировала предплечье бабуина, чтобы подтвердить целесообразность данной методики в масштабах, сопоставимых с людьми. В настоящее время учёные заполняют получившийся каркас клетками эндотелия человека. Затем планируется ввод человеческих миобластов для выращивания мышц.

Доктор Отт считает, что первые клинические испытания данной технологии на людях состоятся не ранее, чем через 10 лет. В будущем, возможно, любой человек сможет пожертвовать руки или ноги для создания биоинженерных конечностей для инвалидов.

Исследователям предстоит ещё много работы: необходимо научиться выращивать кости, хрящи и другие типы тканей. Также предстоит узнать, возможна ли полноценная иннервация трансплантата целой конечности так же, как это успешно происходит с пересаженными кистями рук.

Конечность бабуина

Конечность бабуина (Фото B J Jank, Ott Laboratory)

Прочитано 5670 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии