Будущее близко: какие органы выращивают в искусственных условиях

Так, почти половина от всех трансплантаций приходится как раз на то, без чего жить невозможно – почки (41%), а далее идут печень и сердце. Также в последнее время участились случаи пересадок и других органов: легких, поджелудочной железы и даже тонкой кишки.

Удивительно, но также можно пересадить ткани: костный мозг, сухожилия, сердечные клапаны, нервы и вены.

Какие органы не пересаживают

Но есть и те органы, пересадить которые невозможно.

Голову в настоящий момент не пересаживают, да и, чего греха таить, в дальнейшем тоже вряд ли будут пересаживать. Это связано с тем, что такие операции будут слишком трудными, и, ко всему прочему, практически бессмысленными. Врачи считают, что сейчас необходимо выбирать более реалистичные варианты спасения жизней.

Невозможно это еще и потому, что практически невозможно соединить головной мозг со спинным. Все дело в том, что при обычных трансплантациях сложность состоит в том, что необходимо соединить все сосуды, а здесь придется соединять еще и нейроны. Если их повредить, то человек может остаться парализованным.

Поэтому так опасны переломы позвоночника и поэтому часто повреждения спинного мозга остаются необратимыми. В случае, если «пересадка мозга» все-таки необходима, то проще обратиться к таким вещам, как замена клеток там, где это возможно.

Сейчас как раз разрабатывают клеточные терапии, которые позволят нейронам восстанавливаться и развиваться.

Сетчатку пока что тоже не пересаживают. Эта внутренняя часть глаза, благодаря которой мы можем видеть. И опять же, из-за огромного количества нервных клеток, в данный момент проще будет просто пересадить глазные яблоки.

Есть и другие органы, которые не пересаживают. Таким, например, является желчный пузырь: после пересадки пациенту всю жизнь придется принимать лекарства, а это нецелесообразно. То есть человек просто-напросто может умереть, пропустив таблетку. А жизнь не будет полноценной. При этом желчный пузырь легко удаляют: все дело в том, что он чем-то напоминает аппендикс: он сохраняет жечь и облегчает вашу жизнь, но и без него вы можете жить вполне себе счастливо: без желчных камней (если они образуются там постоянно).

Селезенка же, в отличии от желчного пузыря, фильтрует, восстанавливает и сохраняет красные кровяные клетки. Но она опять же не сильно необходима, и в случае серьезных повреждений ее удаляют. После того, как ее изымают из организма, человек будет вынужден всю жизнь принимать лекарства, но пересадка органа – более серьезный и важный шаг: в течение всей жизни нужно будет принимать лекарства, чтобы избежать отторжения. В большинстве своем это более рискованно, чем просто принимать антибиотики.

И так как спрос на пересадку органов растет, рассказываем, как их выращивают в искусственных условиях.

Как органы выращивают в искусственных условиях

Сейчас есть два основных направления по выращиванию органов – это выращивание новых органов на живых организмах (например, на животных) или же их «печать» на 3D принтере. Интересно, что многие косметические компании сейчас выращивают искусственную кожу для того, чтобы именно на ней тестировать свои продукты. Все дело в том, что испытания на животных сейчас запрещены в большинстве европейских стран.

Правда, печатать жизнеспособные органы на принтерах пока не умеют. Все из-за того, что у наших внутренностей большой размер, и, конечно, сложная внутренняя структура. Пока что технологии не позволяют создать внутри органа систему сосудов, которые нужны для его нормальной работы после пересадки. Поэтому клетки внутри напечатанного объекта не получают достаточно количества кислорода, и погибают.

Также в скором времени органы могут научиться выращивать в биореакторах. О них в интервью одному из изданий рассказывал глава Национального медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов Сергей Готье.

«Клетки не могут существовать в организме сами по себе – они закреплены на тонкой соединитель­но­тканной основе, им там хорошо. В своих экспериментах мы в качестве такой основы используем специальные «подложки» – матриксы. У нас в институте разработаны и опробованы десятки матриксов и в итоге выбраны лучшие – те, которые ­могут обеспечить, например, жизнедеятельность хрящевых клеток и на основе которых можно вырастить новый хрящ. Но все-таки хрящ – это ткань, не орган. Основная задача, которую мы сейчас пытаемся решить, – обеспечить совместное существование большого количества клеток в одном конг­ломерате. Для этого нужно создать такую среду, которая могла бы не только питать клетки, но и выводить продукты распада, обмена веществ. Именно эту функцию и выполняют биореакторы, но в них пока что невозможно вырастить большой орган. Казалось бы, самая простая задача – создать миокардиоциты и построить из них сердце. Мы делали такие попытки, и они были успешными, но пока только в случае с маленьким органом. С сердцем мыши. Проблема в том, что сейчас у нас нет технологи­ческих возможностей для создания большого объема функционирующей ткани». 

Результаты экспериментов с биореактором помогают медикам и в других сферах – в том числе при восстановлении поврежденных донорских органов перед пересадкой. В российском Центре трансплантологии ежегодно проводят около 200 трансплантаций сердца (по мировым меркам это огромная цифра), а вот донорские легкие для пересадки используют намного реже. Причина в том, что легкие очень часто оказываются поврежденными при жизни человека и не годятся для операции. Что делать? Пытаться восстановить «некачественный» донорский орган вне организма. Выглядит это так: через кровеносную систему легких пропускают специально разработанный раствор, дыхательный аппарат имитирует вдохи и выдохи – создаются идеальные условия для регенерации клеток. Таким образом можно восстановить до половины поврежденной ткани, а потом имплантировать «отремонтированный» орган пациенту. Правда, пока неизвестно, до каких еще пор будут длиться исследования.

Мышь с выращенным ухом

Еще одно перспективное направление пересадок – это от генномодифицированных животных к человеку. В таком случае животное подвергается изменениям на генном уровне, и способно выращивать органы, которые затем можно пересадить человеку.

Хотя это не очень гуманно, однако совсем недавно мужчине в США пересадили донорское сердце от генномодифицированной свиньи.

Врачи наблюдают пациента на предмет возможного отторжения, как сообщается, такое происходит даже при трансплантации человеческих органов. Как говорится в сообщении, у 57-летнего реципиента опасное для жизни заболевание сердца, а пересадка органов от генетически модифицированной свиньи "дает надежду сотням тысяч пациентов с отказавшими органами".