Кога ще започнат да отглеждат органи? Отглеждане на изкуствени органи

Съвременната медицина може да направи истински чудеса. Всяка година учените намират все повече и повече нови методи за лечение на различни патологични състояния, като най-новите технически постижения са от особен интерес. Лекарите са уверени, че много скоро ще могат да лекуват заболявания от разстояние, да извършват диагностика на цялото тяло за няколко минути и да предотвратяват заболявания с помощта на съвременни компютърни технологии. И такава на пръв поглед фантастична идея като отглеждането на човешки органи за трансплантация постепенно се превръща в реалност.

Днес учените провеждат много активни разработки и изследвания, които се отнасят до органи човешкото тяло. Вероятно всеки от нас е чувал това в съвременния свят голяма сумахората се нуждаят от трансплантация на органи или тъкани и никакво количество донорски материали не може да покрие тази нужда. Затова учените разработват технологии, които могат да се справят с тази ситуация в продължение на няколко години. И днес продължава активното развитие на метода за „отглеждане“ на органи. Като изходен материал се използват стволови клетки на тялото, които са способни да се адаптират към характеристиките на всеки орган.

Изкуствено култивиране на човешки органи

Към днешна дата вече са изобретени няколко технологии за активно отглеждане на органи от стволови клетки. Още през 2004 г. учените успяха да създадат напълно функционални капилярни съдове. И през 2005 г. бяха отгледани пълноценни клетки на мозъка и нервната система. През 2006 г. швейцарски лекари успяха да отгледат сърдечни клапи, а британски лекари успяха да отгледат клетки от чернодробна тъкан. През същата година американците създадоха пълноценен орган - пикочния мехур, а през 2007 г. беше получена роговицата на окото. Още една година по-късно учените успяха да отгледат ново сърце, използвайки рамката на старото като основа. За такъв научен експеримент е използвано сърцето на възрастен плъх, което е поставено в специален разтвор, който премахва цялата мускулна тъкан от органа. След това получената рамка се посява с клетки от сърдечен мускул, получени от новороден плъх. Само след две седмици органът успя да изпомпва кръв.

Днес много лекари са уверени, че скоро трансплантацията вече няма да бъде скъпа операция за няколко избрани; за получаване на орган ще е необходима само номинална такса.

Така през последните няколко години редица хирургични интервенциичрез трансплантация на изкуствено отгледана трахея, върху която са приложени собствени клетки на пациента, изолирани от костния мозък. Благодарение на такива клетки тялото на реципиента не отхвърля трансплантирания орган, той се вкоренява нормално и се адаптира към новите условия. Тази операция позволява на пациентите отново да дишат и говорят независимо.

Отглеждане на човешки органи за трансплантация по друг метод

Още едно най-съвременно постижениенаука може да се нарече 3D принтиране на органи. Тази чудесна техника се извършва с помощта на специална биохимична машина. Първите експерименти бяха проведени върху класически мастиленоструйни принтери. Учените са установили, че клетките на човешкото тяло са със същия размер като капки стандартно мастило. Ако преведете тези данни в числа, ще получите размер от 10 микрона. И с биопечат деветдесет процента от клетките остават жизнеспособни.

Към днешна дата специалистите са успели да отпечатат уши, сърдечни клапи и съдови тръби. Освен всичко друго, 3D принтер ви позволява да създавате костна тъкан и дори кожа, подходящи за по-нататъшна трансплантация.

Отпечатването на органи се извършва с помощта на специален фоточувствителен хидрогел, специален прахообразен пълнител или течност. Работният материал се подава от дозатора на капки или в постоянна струя. Така се създават меки или хрущялни тъкани. За да се получи костен имплант, се извършва послойно сливане на полимери от естествен произход.

Нарастващ

Британски учени се заеха с проблемите на стоматологията и по-точно ортодонтията. Днес лекарите активно разработват технология за възстановяване на изгубени зъби - разбира се, че зъбът ще се отглежда самостоятелно директно в устната кухина на пациента.

Първо, зъболекарите ще създадат „зъбен зародиш“, използвайки епител на венците и стволови клетки. Тази манипулация се извършва в епруветка. След това клетките се стимулират със специален импулс, който ще ги принуди да се превърнат в желания вид зъб. Тогава се образува такъв рудимент, намиращ се в епруветка. Едва след това се поставя в устната кухина. Там се имплантира и сам достига желания размер.

И така, днес няма нито една разновидност на биологична тъкан, която съвременната наука да не се е опитала да отгледа. Но въпреки постигнатите успехи, все още не е възможно да ги замените с изкуствено отгледани аналози - това е въпрос на бъдещето.

Народни рецепти

Традиционните лекарства ще помогнат да се избегне необходимостта от трансплантация на органи. Те могат да се използват за лечение на голямо разнообразие от патологични състояния, включително опасна бъбречна недостатъчност, която често изисква бъбречна трансплантация.

С тази патологично състояниелечителите съветват да комбинирате равни части от натрошени листа от боровинка, ленени семена, цветя от невен и билка от трицветна теменужка. Запарете няколко супени лъжици от получената смес с един литър вряща вода. Сварете този продукт в продължение на десет минути на слаб огън, след което го изсипете в термос за дванадесет часа. От прецедената напитка се приема по четвърт до половин чаша три пъти на ден, около час преди хранене.

Целесъобразността от използване на народни средства трябва да се обсъди с Вашия лекар.

Екатерина, www.сайт
Google

- Уважаеми наши читатели! Моля, маркирайте печатната грешка, която сте намерили, и натиснете Ctrl+Enter. Пишете ни какво не е наред там.
- Моля, оставете своя коментар по-долу! Питаме ви! Трябва да знаем вашето мнение! Благодаря ти! Благодаря ти!

Медицински учен на работа

В продължение на много години учени от цял ​​свят работят върху създаването на работещи тъкани и органи от клетки. Най-честата практика е отглеждането на нови тъкани от стволови клетки. Тази технология е разработвана в продължение на много години и постоянно носи успех. Но все още не е възможно да се осигури напълно необходимия брой органи, тъй като е възможно да се отгледа орган за конкретен пациент само от неговите стволови клетки.

Учени от Великобритания успяха да направят нещо, което никой друг не успя да направи - да препрограмират клетките и да ги отгледат в работещ орган. Това ще даде възможност в обозримо бъдеще да се осигурят органи за трансплантация на всички, които имат нужда.

Отглеждане на органи от стволови клетки

Отглеждането на органи от стволови клетки е познато на лекарите отдавна. Стволовите клетки са прародителите на всички клетки в тялото. Те могат да заменят всички увредени клетки и са предназначени за възстановяване на тялото. Максималният брой на тези клетки се среща при деца след раждането, а с възрастта броят им намалява. Следователно способността на тялото да се самолекува постепенно намалява.

Светът вече е създал много напълно функциониращи органи от стволови клетки, например през 2004 г. в Япония създадоха капиляри и кръвоносни съдове от тях. И през 2005 г. американски учени успяха да създадат мозъчни клетки. Клапаните са създадени в Швейцария през 2006 г човешко сърцеот стволови клетки. Също през 2006 г. във Великобритания е създадена чернодробна тъкан. До днес учените са се занимавали с почти всички тъкани на тялото, дори с растящите зъби.

В САЩ беше проведен много интересен експеримент - отгледаха ново сърце върху рамка от старо.Сърцето на донора беше изчистено от мускули и нови мускули бяха отгледани от стволови клетки. Това напълно премахва възможността за отхвърляне на донорски орган, тъй като той става „наш собствен“. Между другото, има предположения, че ще бъде възможно да се използва като рамка сърце на прасе, което анатомично е много подобно на човешкото.

Нов начин за отглеждане на органи за трансплантация (Видео)

Основният недостатък на съществуващия метод за отглеждане на органи е необходимостта те да се произвеждат от собствени стволови клетки на пациента. Не всеки пациент може да има стволови клетки и особено не всеки има готови замразени клетки. Но наскоро изследователи от университета в Единбург успяха да препрограмират клетките на тялото по такъв начин, че да им позволят да развият необходимите органи. Според прогнозите широкото използване на тази технология ще стане възможно след около 10 години.

Възможността да се отгледа човешки орган в епруветка и да се трансплантира на човек, нуждаещ се от трансплантация, е мечтата на трансплантолозите. Учени по целия свят работят върху това и вече са се научили как да правят тъкани, малки работни копия на органи, и всъщност сме съвсем на кратко разстояние от пълноценни резервни очи, бели дробове и бъбреци. Досега органелите се използват главно за научни цели; те се отглеждат, за да се разбере как работят органите и как се развиват болестите. Но от това до трансплантацията има само няколко стъпки. MedNews събра информация за най-обещаващите проекти.

Бели дробове. Учени от Тексаския университет отгледаха човешки бели дробове в биореактор. Вярно е, че без кръвоносни съдове такива бели дробове не функционират. Въпреки това, екип от учени от Медицинския център на Колумбийския университет, Ню Йорк, наскоро произведе първия в света функционален бял дроб с перфузирана и здрава съдова система при гризачи ex vivo.

Сърдечна мускулна тъкан. Биоинженери от Мичиганския университет успяха да отгледат парче мускулна тъкан в епруветка. Вярно е, че сърцето от такава тъкан все още няма да може да функционира напълно, то е два пъти по-слабо от оригинала. Това обаче е най-силната проба от сърдечна тъкан досега.

Кости. Израелската биотехнологична компания Bonus BioGroup използва 3D сканиране, за да създаде гелообразно скеле от кост, преди да го засади със стволови клетки, взети от мазнини. Те успешно трансплантирали получените кости на гризачи. Вече се планират експерименти за отглеждане на човешки кости по същата технология.

Стомашна тъкан. Учени, ръководени от Джеймс Уелс от Детския медицински клиничен център в Синсинати (Охайо), успяха да отгледат триизмерни структури на човешкия стомах in vitro, използвайки ембрионални стволови клетки и от възрастни плурипотентни клетки, препрограмирани в стволови клетки. Тези структури се оказаха способни да произвеждат всички киселини и храносмилателни ензими, необходими на хората.

Японски учени отгледаха око в петриево блюдо. Изкуствено отгледаното око съдържаше основните слоеве на ретината: пигментен епител, фоторецептори, ганглийни клетки и др. Все още не е възможно да се трансплантира изцяло, но трансплантацията на тъкани е много обещаваща посока. Като изходен материал са използвани ембрионални стволови клетки.

Учените от Genentech са отгледали простата от една клетка. Молекулярни биолози от Калифорния успяха да отгледат цял ​​орган от една клетка.
Учените откриха единствената мощна стволова клетка в простатната тъкан, която може да прерасне в цял орган. Такива клетки се оказаха малко по-малко от 1%. общ брой. В проучването 97 мишки са били трансплантирани с такава клетка под бъбреците и 14 от тях са развили пълноценна простата, способна да функционира нормално. Биолозите откриха точно същата популация от клетки в човешката простата, макар и в концентрация от само 0,2%.

Сърдечни клапи. Швейцарските учени д-р Симон Хоерструп и Дорте Шмид от университета в Цюрих успяха да отгледат човешки сърдечни клапи, използвайки стволови клетки, взети от околоплодна течност. Сега лекарите ще могат да отглеждат сърдечни клапи специално за неродено дете, ако то има сърдечни дефекти в ембрионалното си състояние.

Ушна мида. Използвайки стволови клетки, учените растат. Експериментът е проведен от изследователи от университета в Токио и университета в Киото под ръководството на Томас Сервантес.

Кожа.Учени от университета в Цюрих (Швейцария) и университетската детска болница в този град за първи път успяха да отгледат човешка кожа в лаборатория, наситена с кръвоносни и лимфни съдове. Полученият кожен капак е в състояние почти напълно да изпълнява функцията здрава кожапри изгаряния, хирургични дефекти или кожни заболявания.

Панкреас. Учените създадоха за първи път способен да произвежда инсулин. Още един опит за лечение на диабет тип I.

Бъбреци. Учени от австралийския университет в Куинсланд се научиха да отглеждат изкуствени бъбреци от кожни стволови клетки. Засега това са само малки органоиди с размери 1 см, но по структура и функциониране са почти идентични с бъбреците на възрастен човек.

Много заболявания, включително животозастрашаващи, са свързани с нарушения във функционирането на определен орган (например бъбречна недостатъчност, сърдечна недостатъчност, захарен диабет и др.). Не във всички случаи тези нарушения могат да бъдат коригирани чрез традиционните фармакологични или хирургични интервенции.

Тази статия предоставя информация за съществуващите постижения в култивирането на биологични органи.

Има редица алтернативни начини за възстановяване на функцията на органа на пациентите в случай на сериозно увреждане:

Стимулиране на процесите на регенерация в организма. В допълнение към фармакологичните ефекти, практиката използва процедурата за въвеждане на стволови клетки в тялото, които имат способността да се трансформират в пълноценни функционални клетки на тялото. Вече са получени положителни резултати при лечението на голямо разнообразие от заболявания със стволови клетки, включително най-разпространените в обществото заболявания като инфаркти, инсулти, невродегенеративни заболявания, диабет и др. Въпреки това е ясно, че този метод на лечение е приложим само за отстраняване на относително леки увреждания на органите.
Попълване на функциите на органите с помощта на устройства от небиологичен произход. Това могат да бъдат големи устройства, към които пациентите са свързани за определено време (например апарати за хемодиализа при бъбречна недостатъчност). Има и модели устройства за носене или устройства, имплантирани вътре в тялото (има опции това да се направи, като се напусне собствения орган на пациента, но понякога се отстранява и устройството напълно поема функциите му, какъвто е случаят с AbioCor изкуствено сърце). В някои случаи такива устройства се използват, докато се чака необходимият донорен орган да бъде наличен. Досега небиологичните аналози са значително по-ниски по съвършенство от естествените органи.
Използване на донорски органи. Донорските органи, трансплантирани от един човек на друг, вече се използват широко и понякога успешно в клиничната практика. Това направление обаче е изправено пред редица проблеми, като сериозен недостиг на донорски органи, проблемът с реакцията на отхвърляне на чужд орган от имунната система и др. Вече има опити за трансплантация на животински органи на хора (това се нарича ксенотрансплантация), но засега успехът при използването на този метод е скромен и не е приложен на практика. Въпреки това се провеждат изследвания за подобряване на ефективността на ксенотрансплантацията, например чрез генетична модификация.
Растящи органи. Органите могат да се отглеждат изкуствено както в човешкото тяло, така и извън него. В някои случаи е възможно да се отгледа орган от клетките на човека, на когото ще бъде трансплантиран. Разработени са редица методи за отглеждане на биологични органи, например с помощта на специални устройства, които работят на принципа на 3D принтер. Разглежданото направление включва предложение за възможност за самостоятелно отглеждане на увредено човешко тяло със запазен мозък развиващ се организъм, клонинг - „растения“ (с деактивирана способност за мислене).
Сред четирите изброени варианта за решаване на проблема с органната недостатъчност, отглеждането им може да бъде най-естественият начин тялото да се възстанови от големи щети.

Постижения и перспективи в отглеждането на отделни органи за медицински нужди

Отглеждане на тъкани

Отглеждането на прости тъкани е технология, която вече съществува и се използва в практиката.

Кожа

Възстановяването на увредени кожни участъци вече е част от клиничната практика. В някои случаи се използват методи за регенериране на кожата на самия човек, например жертва на изгаряне, чрез специални влияния. Това е, например, разработено от R.R. Рахматулин биопластмасов материал hyamatrix или biocol, разработен от екип, ръководен от B.K. Гаврилюк. Специални хидрогелове също се използват за растеж на кожата на мястото на изгаряне.

Разработват се и методи за отпечатване на фрагменти от кожна тъкан с помощта на специални принтери. Създаването на такива технологии се извършва например от разработчици от американските центрове за регенеративна медицина AFIRM и WFIRM.

Д-р Йорг Герлах и колеги от Института за регенеративна медицина към университета в Питсбърг са изобретили устройство за присаждане на кожа, което ще помогне на хората да се излекуват по-бързо от изгаряния с различна тежест. Skin Gun пръска разтвор, съдържащ собствените стволови клетки на жертвата, върху увредената кожа на жертвата. За сега нов методЛечението е в експериментална фаза, но резултатите вече са впечатляващи: тежките изгаряния зарастват само за няколко дни.

Кости

Група изследователи от Колумбийския университет, ръководени от Гордана Вуняк-Новакович, получиха костен фрагмент, подобен на част от темпоромандибуларната става от стволови клетки, засадени върху скеле.

Учени от израелската компания Bonus Biogroup (основател и изпълнителен директор Шай Мерецки) разработват методи за отглеждане на човешка кост от мастна тъкан на пациент, получена чрез липосукция. Така отгледаната кост вече е успешно трансплантирана в лапа на плъх.

Зъби

Италиански учени от университета в Удине успяха да покажат, че популация от мезенхимни стволови клетки, получени in vitro от една клетка от мастна тъкан, дори при липса на специфична структурна матрица или субстрат, може да бъде диференцирана в структура, наподобяваща зъб зародиш.

В университета в Токио учени отгледаха пълноценни зъби със зъбни кости и съединителни влакна от миши стволови клетки и успешно ги трансплантираха в челюстите на животни.

Хрущял

Специалисти от медицинския център на Колумбийския университет под ръководството на Джереми Мао успяха да постигнат възстановяване ставен хрущялзайци.

Първо, изследователите отстраняват хрущялната тъкан на раменната става на животното, както и подлежащия слой костна тъкан. След това той постави колагенови скелета на мястото на отстранените тъкани.

При тези животни, чиито скелета съдържат трансформиращ фактор на растежа, протеин, който контролира клетъчната диференциация и растеж, костната и хрущялната тъкан на раменната кост се формира отново и движението в ставата е напълно възстановено.

Група американски учени от Тексаския университет в Остин успяха да постигнат напредък в създаването на хрущялна тъкан с механични свойства и състав на извънклетъчната матрица, вариращи в различните области.

През 1997 г. хирургът Джей Всканти от Масачузетската обща болница в Бостън успя на гърба на мишка човешко ухос помощта на хрущялни клетки.

Лекари от университета Джон Хопкинс отстраниха засегнато от тумор ухо и част от черепната кост на 42-годишна жена, болна от рак. Използвайки хрущялна тъкан от гърдите, кожата и кръвоносните съдове от други части на тялото на пациентката, те отглеждат изкуствено ухо на ръката й и след това го трансплантират на правилното място.

Съдове

Изследователи от групата на професор Ying Zheng отгледаха пълноценни съдове в лабораторията, като се научиха да контролират растежа им и да формират сложни структури от тях. Съдовете образуват разклонения и реагират нормално на свиващи вещества, транспортирайки кръв дори през остри ъгли.

Учени, ръководени от Дженифър Уест от председателя на университета Райс и молекулярния физиолог от Медицинския колеж Бейлър (BCM) Мери Дикинсън, са открили начин да развият кръвоносни съдове, включително капиляри, използвайки основния материал е полиетилен гликол (PEG), нетоксична пластмаса. Учените модифицираха PEG, за да имитира извънклетъчната матрица на тялото.

След това го комбинирали с два вида клетки, необходими за образуването на кръвоносни съдове. Използвайки светлина, за да превърнат PEG полимерните нишки в триизмерен гел, те създадоха мек хидрогел, съдържащ живи клетки и растежни фактори. В резултат на това учените успяха да наблюдават как клетките бавно образуват капиляри в целия гел.

За да тестват новите мрежи от кръвоносни съдове, учените имплантирали хидрогелове в роговицата на мишки, където няма естествено кръвоснабдяване. Въвеждането на багрилото в кръвта на животните потвърди наличието на нормален кръвен поток в новообразуваните капиляри.

Шведски лекари от университета в Гьотеборг, ръководени от професор Сучитра Сумитран-Холгерсон, извършиха първата в света операция за трансплантация на вена, отгледана от стволови клетки на пациент.

Участък от илиачната вена с дължина около 9 сантиметра, получен от починал донор, беше изчистен от донорни клетки. Стволовите клетки на момичето бяха поставени в останалата протеинова рамка. Две седмици по-късно беше извършена операция за трансплантация на вена с гладка мускулатура и ендотелиум, растящи в нея.

Измина повече от година от операцията, в кръвта на пациента не бяха открити антитела срещу трансплантацията и благосъстоянието на детето се подобри.

Мускули

Изследователи от Политехническия институт Уорчестър (САЩ) успешно поправиха голяма мускулна рана при мишки чрез отглеждане и имплантиране на микронишки, направени от протеиновия полимер фибрин, покрит със слой от човешки мускулни клетки.

Израелски учени от Technion-Israel Institute of Technology изследват необходима степенваскуларизация и организация на тъкан in vitro, което позволява да се подобри оцеляването и интегрирането на тъканно инженерен васкуларизиран мускулен имплант в тялото на реципиента.

Кръв

Изследователи от университета "Пиер и Мария Кюри" в Париж, ръководени от Люк Дуей, успешно тестваха изкуствена кръв, отгледана от стволови клетки върху човешки доброволци за първи път в света.

Всеки от участниците в експеримента получи 10 милиарда червени кръвни клетки, което се равнява на приблизително два милилитра кръв. Нивата на преживяемост на получените клетки са сравними с тези на конвенционалните червени кръвни клетки.

Костен мозък

Изкуственият костен мозък, предназначен да произвежда кръвни клетки in vitro, е създаден за първи път успешно от изследователи в лабораторията по химическо инженерство на Мичиганския университет, ръководена от Николас Котов. С негова помощ вече е възможно да се получат хемопоетични стволови клетки и В-лимфоцити – клетки на имунната система, които произвеждат антитела.

Нарастващ сложни органи

Пикочен мехур

Д-р Антъни Атала и колегите му от американския университет Уейк Форест (Университет Уейк Форест) отглеждат пикочни мехури от собствените клетки на пациентите и ги трансплантират на пациенти. Те избрали няколко пациенти и им взели биопсия от пикочния мехур – проби от мускулни влакна и уротелни клетки. Тези клетки се размножават в продължение на седем до осем седмици в петриеви панички върху мехурчеста основа. След това отгледаните по този начин органи се пришивали в телата на пациентите. Наблюденията на пациентите в продължение на няколко години показват, че органите функционират добре, без негативните ефекти, характерни за по-старите методи на лечение. Всъщност това е първият път, когато доста сложен орган, а не прости тъкани като кожа и кости, е изкуствено отгледан in vitro и трансплантиран в човешкото тяло. Този екип също така разработва методи за отглеждане на други тъкани и органи.

Трахеята

Испански хирурзи извършиха първата в света трансплантация на трахея, отгледана от стволови клетки на пациент, 30-годишната Клаудия Кастило. Органът е отгледан в университета в Бристол с помощта на скеле от донорски колагенови влакна. Операцията е извършена от професор Паоло Макиарини от Hospital Clínic de Barcelona.

Професор Macchiarini активно си сътрудничи с руски изследователи, което направи възможно извършването на първите трансплантационни операции на пораснала трахея в Русия.

Бъбреци

Advanced Cell Technology през 2002 г. съобщава за успеха на отглеждането на пълен бъбрек от една клетка, взета от ухо на крава, като се използва технология за клониране за получаване на стволови клетки. С помощта на специално вещество стволовите клетки са превърнати в бъбречни клетки.

Тъканта е отгледана върху скеле, направено от саморазрушителен материал, създадено в Харвардското медицинско училище и оформено като обикновен бъбрек.

Получените бъбреци с дължина около 5 см бяха имплантирани в крава близо до основните органи. В резултат на това изкуственият бъбрек успешно започна да произвежда урина.

Черен дроб

Американски специалисти от Масачузетската обща болница, ръководени от Коркут Уйгун, успешно трансплантираха черен дроб, отгледан в лаборатория от собствени клетки на няколко плъха.

Изследователите отстраниха черния дроб на пет лабораторни плъха и ги изчистиха от клетките гостоприемници, като по този начин получиха скелета на съединителната тъкан за органите. След това изследователите инжектираха приблизително 50 милиона чернодробни клетки, взети от реципиентни плъхове, във всяко от петте получени скелета. В рамките на две седмици на всяко от населените с клетки скелета се формира напълно функциониращ черен дроб. След това отгледаните в лаборатория органи бяха успешно трансплантирани на пет плъха.

сърце

Учени от британската болница Haafield, ръководени от Мегди Якуб, отгледаха част от сърцето за първи път в историята, използвайки стволови клетки като „строителен материал“. Лекарите отглеждат тъкан, която работи точно като сърдечните клапи, отговорни за кръвния поток при хората.

Учени от университета в Рощок (Германия) са използвали технология за отпечатване на клетки с лазерно индуциран пренос (LIFT), за да създадат „лепенка“, предназначена за регенерация на сърцето.

Бели дробове

Американски учени от Йейлския университет, ръководени от Лора Никласън, отгледаха бели дробове в лаборатория (на донорна извънклетъчна матрица).

Матрицата е пълна с белодробни епителни клетки и вътрешната обвивка на кръвоносните съдове, взети от други индивиди. Използвайки култивиране в биореактор, изследователите успяха да отгледат нови бели дробове, които след това бяха трансплантирани в няколко плъха.

Органът е функционирал нормално при различни индивиди от 45 минути до два часа след трансплантацията. След това обаче започнаха да се образуват кръвни съсиреци в съдовете на белите дробове. Освен това изследователите записват малко количество кръв, изтичащо в лумена на органа. За първи път обаче изследователите успяха да демонстрират потенциала на регенеративната медицина за белодробна трансплантация.

червата

Група японски изследователи от Медицинския университет в Нара, ръководени от Йошиюки Накаджима, успяха да създадат фрагмент от червата на мишка от индуцирани плурипотентни стволови клетки.

Неговите функционални характеристики, структурата на мускулите и нервните клетки съответстват на нормалното черво. Например може да се свие, за да премести храна.

Панкреас

Изследователи от института Технион в Израел, работещи под ръководството на професор Шуламит Левенберг, са разработили метод за отглеждане на панкреатична тъкан, съдържаща секреторни клетки, заобиколени от триизмерна мрежа от кръвоносни съдове.

Трансплантацията на такава тъкан в мишки с диабет доведе до значително намаляване на нивата на кръвната захар при животните.

Тимус

Учени от здравния център на университета в Кънектикът (САЩ) са разработили метод за насочена in vitro диференциация на миши ембрионални стволови клетки (ESCs) в тимусни епителни прогениторни клетки (PET), които in vivo се диференцират в тимусни клетки и възстановяват нормалната си структура.

Простата

Учените Пру Коуин, професор Гейл Рисбриджър и д-р Реня Тейлър от Института в Мелбърн медицински изследвания Monash станаха първите, които отгледаха човешка простата в мишка, използвайки ембрионални стволови клетки.

Яйчник

Екип от специалисти, ръководен от Сандра Карсън от университета Браун, успя да отгледа първите яйцеклетки в орган, създаден в лабораторията: пътят е изминат от етапа на „младия Граафов везикул“ до пълна зрялост.

Пенис, уретра

Изследователи от Института за регенеративна медицина Уейк Форест (Северна Каролина, САЩ), ръководени от Антъни Атала, успяха да отгледат и успешно да трансплантират пениси на зайци. След операцията функциите на пениса са възстановени, зайците са забременили женските и те са родили потомство.

Учени от университета Уейк Форест в Уинстън-Сейлъм, Северна Каролина, отгледаха уретрата от собствената тъкан на пациентите. В експеримента те помогнали на петима тийнейджъри да възстановят целостта на увредените канали.

Очи, роговици, ретина

Биолози от Токийския университет имплантираха ембрионални стволови клетки в очната кухина на жаба, от която е била отстранена очната ябълка. След това очната кухина беше запълнена със специален хранителна средакоито осигуряват храненето на клетките. След няколко седмици ембрионалните клетки прераснаха в нова очна ябълка. Освен това не само окото беше възстановено, но и зрението. Новата очна ябълка се е сляла с оптичния нерв и захранващите артерии, замествайки напълно предишния орган на зрението.

Учени от The Sahlgrenska Academy в Швеция за първи път успешно култивираха човешка роговица от стволови клетки. Това ще помогне да се избегне дълго чакане за донорска роговица в бъдеще.

Изследователи от Калифорнийския университет в Ървайн, ръководени от Hans Keirstead, са отгледали осемслойни ретини от стволови клетки в лабораторията, което ще помогне за разработването на готови за трансплантация ретини за лечение на ослепителни заболявания като пигментен ретинит и дегенерация на макулата. Сега те тестват възможността за трансплантиране на такава ретина в животински модели.

Нервна тъкан

Изследователи от Центъра за биология на развитието на RIKEN, Кобе, Япония, ръководени от Йошики Сасаи, са разработили техника за отглеждане на хипофизни жлези от стволови клетки, които са успешно имплантирани в мишки. Учените решиха проблема със създаването на два вида тъкан, като повлияха на миши ембрионални стволови клетки с вещества, които създават среда, подобна на тази, в която се формира хипофизната жлеза на развиващия се ембрион, и осигуриха обилно снабдяване на клетките с кислород. В резултат на това клетките образуват триизмерна структура, подобна на външен вид на хипофизната жлеза, съдържаща комплекс от ендокринни клетки, които отделят хормони на хипофизата.

Учени от Лабораторията за клетъчни технологии на Държавната медицинска академия в Нижни Новгород успяха да отгледат невронна мрежа, всъщност фрагмент от мозъка.

Те отгледаха невронна мрежа върху специални матрици - много електродни субстрати, които позволяват да се записва електрическата активност на тези неврони на всички етапи на растеж.

Заключение

Горният преглед на публикации показва, че вече има значителен напредък в използването на култивирането на органи за лечение на хора, не само най-простите тъкани, като кожа и кости, но и доста сложни органи, като пикочния мехур или трахеята. Технологиите за отглеждане на още по-сложни органи (сърце, черен дроб, очи и др.) все още се тестват върху животни. Освен че се използват в трансплантологията, такива органи могат да служат например за експерименти, които заместват някои опити върху лабораторни животни, или за нуждите на изкуството (както направи споменатият J. Vacanti). Всяка година се появяват нови резултати в областта на култивирането на органи. Според прогнозите на учените разработването и внедряването на техники за отглеждане на сложни органи е въпрос на време и е много вероятно през следващите десетилетия техниката да бъде развита до такава степен, че култивирането на сложни органи да бъде широко разпространено. използвани в медицината, измествайки най-разпространения в момента метод за трансплантация от донори