Цивилизация
Ученые из медицинского отделения Техасского университета (UTMB) объявили о том, что вырастили в лаборатории человеческие легкие. Сообщение об этом появилось на их сайте.
Специалисты по клеточным технологиям уже несколько лет работают над этой задачей — вырастить полноценные легкие. Но это сложный орган, и для его создания надо решить множество проблем. Уже сделан важный подготовительный шаг, о котором писала «Газета.Ru»: ученые из Колумбийского университета получили функциональные клетки легких и дыхательных путей из фибробластов кожи человека.
Но от клеток до целого органа — огромное расстояние.
Исследователи из Техасского университета приступили к проекту выращивания легких в 2010 году. Сначала они работали с крысами — разрушали клетки легких крысы путем многократного замораживания и оттаивания их, а затем засевали обесклеченные легкие стволовыми клетками эмбрионов мышей. Статья опубликована в электронной версии журнала Tissue Engineering Part A. На следующем этапе они повторили эксперимент с легкими свиньи, которые гораздо больше по размеру. И уже затем перешли к человеческим легким.
«По разнообразию типов клеток легкие — это, возможно, самый сложный орган. Клетки на входе в легкое совершенно другие, чем в глубине», — объясняет доктор Хоакин Кортелла, один из руководителей работы.
«Люди спрашивают нас, когда же будут готовы полноценные легкие, но это действительно трудная задача».
«Однако у нее такой большой потенциал, а клеточные технологии сейчас находятся на таком уровне, что я уверен, мы через какое-то время создадим работающий орган».
На нынешнем этапе работы ученые взяли как исходный материал легкие двух детей, которые умерли в результате автомобильной аварии. Эти легкие избавили от клеток — для этого в арсенале специалистов есть специальные методики «децеллюризации». Остался «скелет», состоящий из коллагена и эластина — основных белков соединительной ткани. Этот легочный скелет послужил каркасом (специалисты называют его скаффолдом), который засеяли клетками. Затем орган поместили в биореактор с питательной и кислородсодержащей средой.
Через четыре недели из реактора достали полностью сформированные человеческие легкие, которые были очень похожи на настоящие, только более розовые и менее плотные.
Ученые продолжают работать над проблемой васкуляризации органа, снабжения его кровеносными сосудами, что даст возможность выращенным легким сохранять жизнеспособность вне биореактора. До сих пор биологам никогда не удавалось добиться того, чтобы пересаженные клетки развивались в различные функциональные типы легочных клеток, в зависимости от положения на каркасе. Это свойственная стволовым клеткам «сайт-специфичность». Сейчас они приблизились к этому, но окончательно вопрос будет ясен тогда, когда биоинженерные легкие докажут свою жизнеспособность в организме. Причем сначала надо будет протестировать работу выращенных в лаборатории легких в организме свиней.
Конечно, задача-максимум заключается в том, чтобы создать легкие, пригодные для пересадки человеку. Необходимость трансплантации возникает в случае фиброза легких или хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Но успешные случаи трансплантации очень редки, очень трудно найти донора, и многие пациенты из списка ожидания умирают, не дождавшись органа.
Ученые считают, что пригодные для трансплантации человеку биоинженерные легкие будут созданы в последующее десятилетие.
Но пока эта цель еще не достигнута, выращенные в лаборатории легкие можно использовать как модель различных заболеваний и отрабатывать на них схему лечения.
«Мы можем создать фиброзные легкие или энфиземные легкие и оценить, что с ними происходит, как ведут себя клетки. Посмотреть, как будут на такой модели работать стволовые клетки или другая терапия, — объясняет Джоан Николс, другой руководитель проекта. — Мы можем увидеть, что случается при пневмонии, геморрагической лихорадке или туберкулезе, посмотреть, как ведут себя с легкими бактерии и вирусы, любые патогенные агенты, и как лучше вылечить болезнь».