Сердце из биореактора
Ученые вырастили в лаборатории человеческое сердце
Анна Говорова, Infox.ru
Биоинженеры из Массачусетского центрального госпиталя, Гарвардской медицинской школы и Гарвардского института стволовых клеток (США) вырастили человеческое сердце, сообщает Infox. Это еще один важный шаг в развитии регенеративной медицины.
Правда, пока непонятно, будет ли такое сердце работать в организме. Но уже сейчас оно может использоваться для разработки и тестирования новых лекарств для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. А вот до того, как можно будет использовать такое сердце или кусочки сердечной ткани для трансплантации, пройдет еще как минимум лет десять, утверждают авторы.
О своем достижении они сообщают в свежем выпуске журнала Circulation Research (Guyette et al., Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix).
Выращивать клетки сердца из стволовых клеток ученые научились довольно давно. Например, кардиомиоциты уже умеют выращивать из клеток кожи животных и человека. Из выращенных в лаборатории кардиомиоцитов научились получать и кусочки тканей сердца, и небольшие органоиды.
Но от этих исследований до создания целого органа – функционального сердца – огромное расстояние.
Первая сложность – получение «скелета». Над этой проблемой авторы нынешнего исследования, которым руководил доцент, доктор Гаральд Отт (Harald Ott), начали работать еще в 2008 году. За это время им удалось разработать методику получения каркаса (ученые называют его скаффолдом) для легких и почек крыс и более крупных животных.
В своей нынешней работе ученые впервые использовали эту методику для создания «скелета» для человеческого сердца.
В качестве исходного материала в донорском банке New England Organ Bank авторы взяли сердца 73 умерших людей, органы которых были непригодны для пересадки. Затем они избавили сердца от клеток – этот процесс называется «децеллюризация». После этого остался «скелет», состоящий из коллагена и эластина – основных белков соединительной ткани.
Очень важно, что методика, разработанная учеными, позволила сохранить не только «скелет», но и кровеносные сосуды, пронизывающие сердце. Проблема создания такой сети сосудов, или васкуляризация выращенных органов, – одна из самых сложных в регенеративной медицине.
Сам «скелет» ученые засеяли кардиомиоцитами, полученными с помощью прямого перепрограммирования из человеческих фибробластов – клеток кожи. Всего в область стенки левого желудочка они поместили около 500 млн. таких кардиомиоцитов.
Затем на 14 дней «скелет» с кардиомиоцитами поместили в биореактор с питательной и кислородосодержащей средой, которая напоминала ту среду, в которой работает человеческое сердце. Через 14 дней клетки образовали трехмерную структуру и стали сокращаться в ответ на электрические импульсы.
Как говорят авторы, это, безусловно, большой успех.
Тем не менее, остается большой проблемой «заставить» пересаженные клетки развиваться в разные функциональные типы. Напомним, что помимо кардиомиоцитов (они являются основными клетками сердечной мышцы), в сердце находятся эпителиальные и гладкомышечные клетки. Вообще, стволовым клеткам свойственна так называемая «сайт-специфичность», когда они развиваются в разные типы в зависимости от положения в органе. Но вот в лабораторных условиях добиться от них этого очень сложно.
«Создание мышечной ткани сердца из собственных клеток кожи пациентов – очень важный шаг. Это позволит выращивать модели сердца для подбора терапии индивидуально для каждого пациента с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Очень важны такие модели и при разработке лекарств и новых методов лечения. Мы будем работать над этим. В будущем кусочки выращенной сердечной ткани могут использоваться для трансплантации в поврежденный участок сердца, например, после инфаркта миокарда. Но для этого должно пройти не менее десяти лет. Полностью выращенный орган для пересадки – это уже реальность далекого будущего», – говорит доктор Отт (в пресс-релизе Massachusetts General Hospital Functional heart muscle regenerated in decellularized human hearts – ВМ).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
16.03.2016