Kada će početi uzgajati organe? Uzgoj umjetnih organa

Moderna medicina može činiti prava čuda. Svake godine znanstvenici pronalaze sve više novih metoda liječenja različitih patoloških stanja, a posebno su zanimljiva najnovija tehnička dostignuća. Liječnici su uvjereni da će vrlo brzo moći liječiti bolesti na daljinu, podvrgnuti se dijagnostici cijelog tijela u nekoliko minuta i spriječiti bolesti pomoću suvremenih računalnih tehnologija. I takva naizgled fantastična ideja kao što je uzgoj ljudskih organa za transplantaciju postupno postaje stvarnost.

Danas znanstvenici provode mnoge aktivne razvoje i istraživanja koja se odnose na organe ljudsko tijelo. Vjerojatno je svatko od nas to čuo u modernom svijetu veliki iznos ljudi trebaju transplantaciju organa ili tkiva, a nikakva količina donorskog materijala ne može pokriti tu potrebu. Stoga znanstvenici već nekoliko godina razvijaju tehnologije koje se mogu nositi s ovom situacijom. I danas se nastavlja aktivni razvoj metode "uzgoja" organa. Kao polazni materijal koriste se tjelesne matične stanice koje su sposobne prilagoditi se karakteristikama bilo kojeg organa.

Umjetni uzgoj ljudskih organa

Do danas je već izumljeno nekoliko tehnologija za aktivni uzgoj organa iz matičnih stanica. Još 2004. godine znanstvenici su uspjeli stvoriti potpuno funkcionalne kapilarne žile. A 2005. godine uzgojene su punopravne stanice mozga i živčanog sustava. Godine 2006. švicarski su liječnici uspjeli uzgojiti srčane zaliske, a britanski liječnici uspjeli su uzgojiti stanice jetrenog tkiva. Iste godine Amerikanci su stvorili punopravni organ - mjehur, a 2007. godine dobivena je rožnica oka. Godinu dana kasnije znanstvenici su uspjeli uzgojiti novo srce koristeći okvir starog kao osnovu. Za takav znanstveni eksperiment korišteno je srce odraslog štakora koje je stavljeno u posebnu otopinu koja je odstranila svo mišićno tkivo iz organa. Zatim je dobiveni okvir zasijan stanicama srčanog mišića dobivenim od novorođenog štakora. Nakon samo dva tjedna, organ je postao sposoban pumpati krv.

Danas su mnogi liječnici uvjereni da transplantacija uskoro više neće biti skupa operacija za nekolicinu odabranih; za dobivanje organa bit će potrebna samo nominalna naknada.

Tako je u proteklih nekoliko godina niz kirurške intervencije presađivanjem umjetno uzgojenog dušnika na koji su aplicirane pacijentove vlastite stanice izolirane iz koštane srži. Zahvaljujući takvim stanicama, tijelo primatelja ne odbacuje presađeni organ, normalno se ukorijenjuje i prilagođava novim uvjetima. Ova operacija omogućuje pacijentima ponovno samostalno disanje i govor.

Uzgoj ljudskih organa za transplantaciju drugom metodom

Još jedan vrhunsko dostignuće znanost se može nazvati 3D printanje organa. Ova prekrasna tehnika provodi se pomoću posebnog biokemijskog stroja. Prvi eksperimenti izvedeni su na klasičnim inkjet pisačima. Znanstvenici su otkrili da su stanice ljudskog tijela iste veličine kao kapljice standardne tinte. Ako ove podatke prevedete u brojke, dobit ćete veličinu od 10 mikrona. A s bioprintingom, devedeset posto stanica ostaje održivo.

Do danas su stručnjaci uspjeli ispisati uši, srčane zaliske i krvožilne cijevi. Između ostalog, 3D printer omogućuje stvaranje koštanog tkiva, pa čak i kože pogodne za daljnju transplantaciju.

Ispis orgulja izvodi se pomoću posebnog fotoosjetljivog hidrogela, posebnog punila u prahu ili tekućine. Radni materijal se dovodi iz dozatora kap po kap ili u stalnom mlazu. Tako nastaju meka ili hrskavična tkiva. Za dobivanje koštanog implantata provodi se sloj-po-sloj spajanja polimera prirodnog podrijetla.

Rastući

Britanski znanstvenici uhvatili su se u koštac s problemima stomatologije, točnije ortodoncije. Danas liječnici aktivno razvijaju tehnologiju za obnavljanje izgubljenih zuba - podrazumijeva se da će zub samostalno izrasti izravno u usnoj šupljini pacijenta.

Isprva će stomatolozi stvoriti "zubnu klicu" pomoću epitela desni i matičnih stanica. Ova se manipulacija provodi u epruveti. Nakon toga se stanice stimuliraju posebnim impulsom koji će ih natjerati da se pretvore u željenu vrstu zuba. Tada se formira takav rudiment koji se nalazi u epruveti. Tek nakon toga se stavlja u usnu šupljinu. Tamo se ugrađuje i sam postiže željenu veličinu.

Dakle, danas ne postoji niti jedna vrsta biološkog tkiva koju moderna znanost nije pokušala uzgojiti. No, unatoč postignutim uspjesima, još ih nije moguće zamijeniti umjetno uzgojenim analozima - to je stvar budućnosti.

Narodni recepti

Tradicionalni lijekovi pomoći će izbjeći potrebu za transplantacijom organa. Mogu se koristiti za liječenje raznih patoloških stanja, uključujući opasno zatajenje bubrega, koje često zahtijeva transplantaciju bubrega.

S ovim patološko stanje iscjelitelji savjetuju kombiniranje jednakih udjela zgnječenog lišća brusnice, sjemenki lana, cvjetova nevena i biljke trobojne ljubičice. Par žlica dobivene mješavine popariti jednom litrom kipuće vode. Kuhajte ovaj proizvod deset minuta na laganoj vatri, a zatim ga ulijte u termos dvanaest sati. Procijeđen napitak uzimajte tri puta dnevno po četvrtinu do pola čaše, oko sat vremena prije jela.

Preporučljivost korištenja narodnih lijekova treba razgovarati sa svojim liječnikom.

Ekaterina, www.site
Google

- Dragi naši čitatelji! Označite grešku pri upisu koju ste pronašli i pritisnite Ctrl+Enter. Napišite nam što tu nije u redu.
- Molimo ostavite svoj komentar ispod! Pitamo vas! Moramo znati vaše mišljenje! Hvala vam! Hvala vam!

Medicinski znanstvenik na poslu

Već dugi niz godina znanstvenici diljem svijeta rade na stvaranju radnih tkiva i organa iz stanica. Najčešća praksa je uzgoj novih tkiva iz matičnih stanica. Ova tehnologija je razvijana dugi niz godina i dosljedno donosi uspjeh. Ali još nije moguće u potpunosti osigurati potreban broj organa, jer je moguće uzgojiti organ za određenog pacijenta samo iz njegovih matičnih stanica.

Znanstvenici iz Velike Britanije uspjeli su učiniti nešto što nitko do sada nije uspio - reprogramirati stanice i uzgojiti ih u radni organ. Time će se u dogledno vrijeme moći osigurati organi za presađivanje svima kojima su potrebni.

Uzgoj organa iz matičnih stanica

Uzgoj organa iz matičnih stanica liječnicima je već dugo poznato. Matične stanice su preci svih stanica u tijelu. Oni mogu nadomjestiti sve oštećene stanice i namijenjeni su oporavku tijela. Maksimalan broj ovih stanica javlja se kod djece nakon rođenja, a s godinama njihov broj opada. Stoga se sposobnost tijela da se samoizliječi postupno smanjuje.

Svijet je već stvorio mnoge potpuno funkcionalne organe od matičnih stanica, primjerice, 2004. godine u Japanu su od njih stvorili kapilare i krvne žile. A 2005. godine američki znanstvenici uspjeli su stvoriti moždane stanice. Ventili su stvoreni u Švicarskoj 2006 ljudsko srce iz matičnih stanica. Također 2006. godine u Britaniji je stvoreno jetreno tkivo. Znanstvenici su se do danas bavili gotovo svim tkivima u tijelu, pa čak i rastom zuba.

U SAD-u su proveli vrlo zanimljiv eksperiment - uzgojili su novo srce na okviru starog. Srce donora očišćeno je od mišića i novi mišići uzgojeni su iz matičnih stanica. Time se u potpunosti eliminira mogućnost odbacivanja donorskog organa, jer on postaje “naš vlastiti”. Inače, postoje prijedlozi da će se kao okvir moći koristiti svinjsko srce koje je anatomski vrlo slično ljudskom.

Novi način uzgoja organa za transplantaciju (Video)

Glavni nedostatak postojeće metode uzgoja organa je potreba da se oni proizvode iz vlastitih matičnih stanica pacijenta. Ne može svaki pacijent imati matične stanice, a pogotovo nema svatko gotove zamrznute stanice. No nedavno su istraživači sa Sveučilišta u Edinburghu uspjeli reprogramirati tjelesne stanice na takav način da su im omogućili rast potrebnih organa. Prema predviđanjima, široka uporaba ove tehnologije bit će moguća za otprilike 10 godina.

Mogućnost uzgoja ljudskog organa u epruveti i transplantacije u osobu kojoj je potrebna transplantacija san je transplantologa. Znanstvenici diljem svijeta rade na tome i već su naučili kako napraviti tkiva, male radne kopije organa, a zapravo smo samo malo udaljeni od punopravnih rezervnih očiju, pluća i bubrega. Do sada se organele koriste uglavnom u znanstvene svrhe; uzgajaju se kako bi se razumjelo kako organi rade i kako se razvijaju bolesti. Ali od ovoga do transplantacije ima samo nekoliko koraka. MedNews je prikupio informacije o projektima koji najviše obećavaju.

Pluća. Znanstvenici sa Sveučilišta u Teksasu uzgojili su ljudska pluća u bioreaktoru. Istina, bez krvnih žila takva pluća nisu funkcionalna. Međutim, tim znanstvenika s Medicinskog centra Sveučilišta Columbia, New York, nedavno je proizveo prva funkcionalna pluća na svijetu s prokrvljenim i zdravim krvožilnim sustavom kod glodavaca ex vivo.

Mišićno tkivo srca. Bioinženjeri sa Sveučilišta u Michiganu uspjeli su uzgojiti komadić mišićnog tkiva u epruveti. Istina, srce napravljeno od takvog tkiva još neće moći u potpunosti funkcionirati, duplo je slabije od originala. Međutim, ovo je dosad najjači uzorak srčanog tkiva.

Kosti. Izraelska biotehnološka tvrtka Bonus BioGroup koristila je 3D skeniranje kako bi stvorila skelu od kosti nalik gelu prije nego što je zasijala matičnim stanicama uzetim iz masti. Dobivene kosti uspješno su presadili glodavcima. Već se planiraju eksperimenti za uzgoj ljudskih kostiju istom tehnologijom.

Tkivo želuca. Znanstvenici predvođeni Jamesom Wellsom iz Dječjeg medicinskog kliničkog centra u Cincinnatiju (Ohio) uspjeli su uzgojiti trodimenzionalne strukture ljudskog želuca in vitro koristeći embrionalne matične stanice i iz odraslih pluripotentnih stanica reprogramiranih u matične stanice. Ispostavilo se da su te strukture sposobne proizvesti sve kiseline i probavne enzime potrebne ljudima.

Japanski znanstvenici uzgojili su oko u Petrijevoj zdjelici. Umjetno uzgojeno oko sadržavalo je glavne slojeve mrežnice: pigmentni epitel, fotoreceptore, ganglijske stanice i druge. Još ga nije moguće u potpunosti presaditi, ali transplantacija tkiva vrlo je obećavajući smjer. Kao početni materijal korištene su embrionalne matične stanice.

Znanstvenici Genentecha uzgojili su prostatu iz jedne stanice. Molekularni biolozi iz Kalifornije uspjeli su iz jedne stanice uzgojiti cijeli organ.
Znanstvenici su pronašli jedinu moćnu matičnu stanicu u tkivu prostate koja može izrasti u cijeli organ. Pokazalo se da je takvih stanica nešto manje od 1%. ukupni broj. U studiji je 97 miševa transplantirano s takvom stanicom ispod bubrega, a 14 od njih je izrasla puna prostata sposobna za normalno funkcioniranje. Biolozi su pronašli potpuno istu populaciju stanica u ljudskoj prostati, iako u koncentraciji od samo 0,2%.

Srčani zalisci. Švicarski znanstvenici dr. Simon Hoerstrup i Dorthe Schmidt sa Sveučilišta u Zürichu uspjeli su uzgojiti ljudske srčane zaliske pomoću matičnih stanica uzetih iz amnionske tekućine. Sada će liječnici moći uzgojiti srčane zaliske posebno za nerođeno dijete ako ima srčane mane u embrionalnom stanju.

ušna školjka. Koristeći matične stanice, znanstvenici su rasli. Eksperiment su proveli istraživači sa Sveučilišta u Tokiju i Kyotu pod vodstvom Thomasa Cervantesa.

Koža. Znanstvenici sa Sveučilišta u Zürichu (Švicarska) i sveučilišne dječje bolnice u ovom gradu prvi su put uspjeli u laboratoriju uzgojiti ljudsku kožu prožetu krvnim i limfnim žilama. Dobiveni režanj kože može gotovo u potpunosti obavljati funkciju zdravu kožu za opekline, kirurške nedostatke ili kožne bolesti.

Gušterača. Znanstvenici su po prvi put stvorili sposoban za proizvodnju inzulina. Još jedan pokušaj liječenja dijabetesa tipa I.

Bubrezi. Znanstvenici s australskog Sveučilišta Queensland naučili su uzgojiti umjetne bubrege iz matičnih stanica kože. Za sada su to samo mali organoidi veličine 1 cm, ali su po strukturi i funkcioniranju gotovo identični bubrezima odrasle osobe.

Mnoge bolesti, uključujući i one opasne po život, povezane su s poremećajima u radu određenog organa (na primjer, zatajenje bubrega, zatajenje srca, dijabetes melitus itd.). Ne mogu se u svim slučajevima ti poremećaji ispraviti tradicionalnim farmakološkim ili kirurškim intervencijama.

Ovaj članak pruža informacije o postojećim dostignućima u uzgoju bioloških organa.

Postoji niz alternativnih načina za vraćanje funkcije organa pacijentima u slučaju ozbiljnog oštećenja:

Poticanje procesa regeneracije u tijelu. Osim farmakoloških učinaka, u praksi se koristi postupak unošenja matičnih stanica u tijelo, koje imaju sposobnost transformacije u punopravne funkcionalne stanice organizma. Već su postignuti pozitivni rezultati u liječenju najrazličitijih bolesti pomoću matičnih stanica, uključujući najčešće bolesti u društvu, poput srčanog, moždanog udara, neurodegenerativnih bolesti, dijabetesa i drugih. Međutim, jasno je da je ova metoda liječenja primjenjiva samo za uklanjanje relativno manjih oštećenja organa.
Nadopunjavanje funkcija organa pomoću uređaja nebiološkog podrijetla. To mogu biti veliki uređaji na koje su pacijenti povezani određeno vrijeme (primjerice, aparati za hemodijalizu kod zatajenja bubrega). Postoje i modeli nosivih uređaja, odnosno uređaja koji se ugrađuju u tijelo (postoje opcije da se to učini bez pacijentovog vlastitog organa, no ponekad se isti izvadi i uređaj potpuno preuzme njegove funkcije, kao što je slučaj s AbioCorom umjetno srce). U nekim se slučajevima takvi uređaji koriste dok se čeka da traženi donorski organ postane dostupan. Do sada su nebiološki analozi znatno inferiorni u savršenstvu od prirodnih organa.
Korištenje organa davatelja. Organi donora, transplantirani s jedne osobe na drugu, već se naširoko, a ponekad i uspješno koriste u kliničkoj praksi. Međutim, ovaj smjer se suočava s brojnim problemima, poput ozbiljnog nedostatka donorskih organa, problemom reakcije odbacivanja stranog organa od strane imunološkog sustava itd. Već je bilo pokušaja transplantacije životinjskih organa u ljude (ovo naziva se ksenotransplantacija), ali je dosadašnji uspjeh u primjeni ove metode skroman i nije zaživjela u praksi. Međutim, u tijeku su istraživanja kako bi se poboljšala učinkovitost ksenotransplantacije, primjerice putem genetske modifikacije.
Rastući organi. Organi se mogu uzgajati umjetno u ljudskom tijelu i izvan njega. U nekim slučajevima moguće je uzgojiti organ iz stanica osobe kojoj će biti presađen. Razvijen je niz metoda za uzgoj bioloških organa, primjerice pomoću posebnih uređaja koji rade na principu 3D printera. Smjer koji se razmatra uključuje prijedlog mogućnosti uzgoja, kako bi se oštećeno ljudsko tijelo zamijenilo očuvanim mozgom, samostalno organizam u razvoju, klon - "biljke" (s onemogućenom sposobnošću razmišljanja).
Među četiri navedene opcije za rješavanje problema zatajenja organa, njihov uzgoj mogao bi biti najprirodniji način da se tijelo oporavi od velikih oštećenja.

Dostignuća i perspektive uzgoja pojedinih organa za medicinske potrebe

Rast tkiva

Uzgoj jednostavnih tkiva je tehnologija koja već postoji i koristi se u praksi.

Koža

Obnavljanje oštećenih područja kože već je dio kliničke prakse. U nekim slučajevima koriste se metode za regeneraciju kože same osobe, na primjer, opekotine, posebnim utjecajima. To je, na primjer, razvio R.R. Rakhmatullin bioplastični materijal hyamatrix, ili biocol, koji je razvio tim predvođen B.K. Gavrilyuk. Također se koriste posebni hidrogeli za rast kože na mjestu opekline.

Također se razvijaju metode ispisa fragmenata kožnog tkiva pomoću posebnih pisača. Stvaranje takvih tehnologija provode, primjerice, programeri iz američkih centara za regenerativnu medicinu AFIRM i WFIRM.

Dr. Jorg Gerlach i kolege s Instituta za regenerativnu medicinu Sveučilišta u Pittsburghu izumili su uređaj za presađivanje kože koji će pomoći ljudima da brže zacijele opekline različite težine. Skin Gun raspršuje otopinu koja sadrži žrtvine vlastite matične stanice na oštećenu kožu žrtve. Zasad nova metoda Liječenje je u eksperimentalnoj fazi, ali rezultati su već impresivni: teške opekline zacjeljuju u samo nekoliko dana.

Kosti

Grupa istraživača sa Sveučilišta Columbia predvođena Gordanom Vunjak-Novaković dobila je fragment kosti sličan dijelu temporomandibularnog zgloba iz matičnih stanica posađenih na skelu.

Znanstvenici izraelske tvrtke Bonus Biogroup (osnivač i izvršni direktor Shai Meretzki) razvijaju metode uzgoja ljudske kosti iz pacijentovog masnog tkiva dobivenog liposukcijom. Ovako uzgojena kost već je uspješno presađena u šapu štakora.

Zubi

Talijanski znanstvenici sa Sveučilišta u Udinama uspjeli su pokazati da se populacija mezenhimalnih matičnih stanica dobivenih in vitro iz jedne stanice masnog tkiva, čak i u nedostatku specifičnog strukturnog matriksa ili supstrata, može diferencirati u strukturu nalik zubnoj klici .

Na Sveučilištu u Tokiju znanstvenici su iz mišjih matičnih stanica uzgojili prave zube sa zubnim kostima i vezivnim vlaknima te ih uspješno transplantirali u čeljusti životinja.

Hrskavica

Stručnjaci s Medicinskog centra Sveučilišta Columbia pod vodstvom Jeremyja Maoa uspjeli su postići oporavak zglobna hrskavica zečevi.

Prvo su istraživači uklonili tkivo hrskavice ramenog zgloba životinje, kao i ispod sloja koštanog tkiva. Zatim je umjesto uklonjenih tkiva postavio kolagenske skele.

Kod onih životinja čije su skele sadržavale transformirajući faktor rasta, protein koji kontrolira diferencijaciju i rast stanica, ponovno je formirano koštano i hrskavično tkivo na humerusu, a kretanje u zglobu potpuno je obnovljeno.

Grupa američkih znanstvenika sa Sveučilišta Texas u Austinu uspjela je napredovati u stvaranju hrskavičnog tkiva čija mehanička svojstva i sastav izvanstaničnog matriksa variraju u različitim područjima.

Godine 1997. kirurg Jay Vscanti iz Opće bolnice Massachusetts u Bostonu uspio je na leđima miša ljudsko uho pomoću stanica hrskavice.

Liječnici sa Sveučilišta Johns Hopkins odstranili su tumorom zahvaćeno uho i dio kosti lubanje 42-godišnjoj ženi koja je bolovala od raka. Koristeći tkivo hrskavice iz prsnog koša, kožu i krvne žile iz drugih dijelova tijela pacijentice, uzgojili su joj umjetno uho na ruci i potom ga presađivali na pravo mjesto.

Plovila

Istraživači iz skupine profesora Ying Zhenga uzgojili su potpune žile u laboratoriju, učeći kontrolirati njihov rast i formirati složene strukture od njih. Žile formiraju grane i normalno reagiraju na sužavajuće tvari, prenoseći krv čak i kroz oštre kutove.

Znanstvenici predvođeni voditeljicom Sveučilišta Rice Jennifer West i molekularnom fiziologinjom Baylor College of Medicine (BCM) Mary Dickinson pronašli su način za rast krvnih žila, uključujući kapilare, koristeći osnovni materijal je polietilen glikol (PEG), netoksična plastika. Znanstvenici su modificirali PEG kako bi oponašao izvanstanični matriks tijela.

Zatim su ga spojili s dvije vrste stanica potrebnih za formiranje krvnih žila. Koristeći svjetlost za pretvaranje niti PEG polimera u trodimenzionalni gel, stvorili su mekani hidrogel koji sadrži žive stanice i faktore rasta. Kao rezultat toga, znanstvenici su mogli promatrati kako stanice polako stvaraju kapilare kroz gel.

Kako bi testirali nove mreže krvnih žila, znanstvenici su ugradili hidrogelove u rožnice miševa, gdje nema prirodnog dotoka krvi. Unošenjem bojila u krv životinja potvrđeno je postojanje normalnog protoka krvi u novonastalim kapilarama.

Švedski liječnici sa Sveučilišta u Göteborgu, predvođeni profesoricom Suchitra Sumitran-Holgersson, izveli su prvu operaciju u svijetu transplantacije vene uzgojene iz matičnih stanica pacijenta.

Isječak ilijačne vene dug oko 9 centimetara, dobiven od preminulog donora, očišćen je od donorskih stanica. Djevojčine matične stanice stavljene su unutar preostalog proteinskog okvira. Dva tjedna kasnije izvršena je operacija transplantacije vene u kojoj rastu glatki mišići i endotel.

Prošlo je više od godinu dana od operacije, u pacijentovoj krvi nisu otkrivena antitijela na transplantaciju, a dobrobit djeteta se poboljšala.

Mišići

Istraživači s Worcester Polytechnic Institute (SAD) uspješno su zaliječili veliku mišićnu ranu kod miševa uzgojem i implantacijom mikronitki napravljenih od proteinskog polimera fibrina, prekrivenih slojem ljudskih mišićnih stanica.

Istražuju izraelski znanstvenici s Technion-Israel Institute of Technology potreban stupanj vaskularizacija i organizacija tkiva in vitro, što omogućuje poboljšanje preživljavanja i integracije vaskulariziranog mišićnog implantata tkivnim inženjeringom u tijelo primatelja.

Krv

Istraživači sa Sveučilišta Pierre i Marie Curie u Parizu, predvođeni Lucom Douayem, po prvi su put u svijetu uspješno testirali umjetnu krv uzgojenu iz matičnih stanica na ljudskim dobrovoljcima.

Svaki od sudionika eksperimenta primio je 10 milijardi crvenih krvnih zrnaca, što je ekvivalentno približno dva mililitra krvi. Razine preživljavanja dobivenih stanica bile su usporedive s onima konvencionalnih crvenih krvnih stanica.

Koštana srž

Umjetnu koštanu srž, dizajniranu za proizvodnju krvnih stanica in vitro, prvi su uspješno stvorili istraživači u laboratoriju kemijskog inženjerstva Sveučilišta u Michiganu pod vodstvom Nicholasa Kotova. Uz njegovu pomoć već je moguće dobiti krvotvorne matične stanice i B-limfocite – stanice imunološkog sustava koje proizvode antitijela.

Rastući složeni organi

Mjehur

Dr. Anthony Atala i njegovi kolege s američkog sveučilišta Wake Forest (Univerzitet Wake Forest) uzgajaju mjehur iz vlastitih stanica pacijenata i presađuju ih pacijentima. Odabrali su nekoliko pacijenata i uzeli im biopsiju mjehura - uzorke mišićnih vlakana i urotelnih stanica. Te su se stanice razmnožavale sedam do osam tjedana u petrijevim zdjelicama na podlozi u obliku mjehurića. Zatim su tako uzgojeni organi ušivani u tijela pacijenata. Višegodišnje promatranje pacijenata pokazalo je da organi dobro funkcioniraju, bez negativnih učinaka karakterističnih za starije metode liječenja. Zapravo, ovo je prvi put da je prilično složen organ, a ne jednostavna tkiva poput kože i kostiju, umjetno uzgojen in vitro i presađen u ljudsko tijelo. Ovaj tim također razvija metode za uzgoj drugih tkiva i organa.

Dušnik

Španjolski kirurzi izveli su prvu transplantaciju dušnika u svijetu, uzgojenog iz matičnih stanica pacijentice, 30-godišnje Claudie Castillo. Organ je uzgojen na Sveučilištu u Bristolu pomoću skele od donorskih kolagenih vlakana. Operaciju je izveo profesor Paolo Macchiarini iz Hospital Clínic de Barcelona.

Profesor Macchiarini aktivno surađuje s ruskim znanstvenicima, što je omogućilo izvođenje prvih operacija transplantacije uzgojenog dušnika u Rusiji.

Bubrezi

Advanced Cell Technology 2002. izvijestio je o uspjehu uzgoja potpunog bubrega iz jedne stanice uzete iz kravljeg uha korištenjem tehnologije kloniranja za dobivanje matičnih stanica. Pomoću posebne tvari matične stanice pretvorene su u stanice bubrega.

Tkivo je uzgojeno na skeli napravljenoj od samodestruktivnog materijala stvorenog na Medicinskom fakultetu Harvarda i oblikovanog poput običnog bubrega.

Dobiveni bubrezi, dugi oko 5 cm, implantirani su u kravu u blizini glavnih organa. Kao rezultat toga, umjetni bubreg uspješno je počeo proizvoditi urin.

Jetra

Američki stručnjaci iz Massachusetts General Hospital, predvođeni Korkutom Uygunom, uspješno su u nekoliko štakora presadili jetru uzgojenu u laboratoriju iz vlastitih stanica.

Istraživači su uklonili jetru pet laboratorijskih štakora i očistili ih od stanica domaćina, čime su dobili skele vezivnog tkiva za organe. Istraživači su zatim ubrizgali otprilike 50 milijuna stanica jetre uzetih od štakora primatelja u svaku od pet dobivenih skela. U roku od dva tjedna, potpuno funkcionalna jetra formirana je na svakoj od stanica naseljenih skelama. Organi uzgojeni u laboratoriju potom su uspješno transplantirani u pet štakora.

Srce

Znanstvenici britanske bolnice Haafield pod vodstvom Megdija Yacouba prvi su put u povijesti uzgojili dio srca koristeći matične stanice kao “građevni materijal”. Doktori su uzgajali tkivo koje je radilo točno kao srčani zalisci odgovorni za protok krvi kod ljudi.

Znanstvenici sa Sveučilišta u Rostocku (Njemačka) upotrijebili su tehnologiju ispisa stanica laserski induciranog prijenosa naprijed (LIFT) kako bi proizveli "flaster" namijenjen regeneraciji srca.

Pluća

Američki znanstvenici sa Sveučilišta Yale, predvođeni Laurom Niklason, uzgojili su pluća u laboratoriju (na izvanstaničnom matriksu donora).

Matrica je bila ispunjena epitelnim stanicama pluća i unutarnjom oblogom krvnih žila uzetih od drugih pojedinaca. Koristeći uzgoj u bioreaktoru, istraživači su uspjeli uzgojiti nova pluća, koja su potom presađena u nekoliko štakora.

Organ je normalno funkcionirao kod različitih osoba od 45 minuta do dva sata nakon transplantacije. Međutim, nakon toga su se u plućnim žilama počeli stvarati krvni ugrušci. Osim toga, istraživači su zabilježili curenje male količine krvi u lumen organa. Međutim, po prvi put, istraživači su uspjeli pokazati potencijal regenerativne medicine za transplantaciju pluća.

Crijeva

Grupa japanskih istraživača s medicinskog sveučilišta Nara, predvođena Yoshiyukijem Nakajima, uspjela je stvoriti fragment mišjeg crijeva od induciranih pluripotentnih matičnih stanica.

Njegove funkcionalne značajke, struktura mišića i živčanih stanica odgovaraju normalnom crijevu. Na primjer, mogao bi se skupiti kako bi premjestio hranu.

Gušterača

Istraživači na Institutu Technion u Izraelu, radeći pod vodstvom profesorice Shulamit Levenberg, razvili su metodu za uzgoj tkiva gušterače koje sadrži sekretorne stanice okružene trodimenzionalnom mrežom krvnih žila.

Transplantacija takvog tkiva u miševe s dijabetesom dovela je do značajnog smanjenja razine glukoze u krvi kod životinja.

Thymus

Znanstvenici sa Sveučilišta Connecticut Health Center (SAD) razvili su metodu za usmjerenu in vitro diferencijaciju mišjih embrionalnih matičnih stanica (ESC) u epitelne progenitorne stanice timusa (PET), koje su se in vivo diferencirale u stanice timusa i obnovile svoju normalnu strukturu.

Prostata

Znanstvenici Pru Cowin, profesorica Gail Risbridger i dr. Renya Taylor s Instituta u Melbourneu medicinsko istraživanje Monash su postali prvi koji su uzgojili ljudsku prostatu u miša koristeći embrionalne matične stanice.

Jajnik

Tim stručnjaka pod vodstvom Sandre Carson sa Sveučilišta Brown uspio je uzgojiti prve jajne stanice u organu stvorenom u laboratoriju: prijeđen je put od stadija "mlade Graafove vezikule" do pune odrasle dobi.

Penis, uretra

Istraživači s Instituta za regenerativnu medicinu Wake Forest (Sjeverna Karolina, SAD), predvođeni Anthonyjem Atalom, uspjeli su uzgojiti i uspješno presaditi penise zečevima. Nakon operacije, funkcije penisa su vraćene, zečevi su oplodili ženke i one su donijele potomstvo.

Znanstvenici sa Sveučilišta Wake Forest u Winston-Salemu, Sjeverna Karolina, uzgojili su uretru iz vlastitog tkiva pacijenata. U eksperimentu su pomogli petorici tinejdžera da vrate cjelovitost oštećenih kanala.

Oči, rožnice, mrežnice

Biolozi sa Sveučilišta u Tokiju ugradili su embrionalne matične stanice u očnu duplju žabe kojoj je izvađena očna jabučica. Zatim je očna duplja ispunjena posebnim hranjivi medij koji je osiguravao prehranu stanicama. Nakon nekoliko tjedana, embrionalne stanice izrasle su u novu očnu jabučicu. Štoviše, nije samo oko vraćeno, već i vid. Nova očna jabučica srasla je s vidnim živcem i hranidbenim arterijama, potpuno zamjenjujući prethodni organ vida.

Znanstvenici sa Sahlgrenska akademije u Švedskoj po prvi su put uspješno uzgojili ljudske rožnice iz matičnih stanica. To će pomoći u izbjegavanju dugog čekanja na rožnicu donora u budućnosti.

Istraživači sa Kalifornijskog sveučilišta u Irvineu, predvođeni Hansom Keirsteadom, uzgojili su osmoslojne mrežnice iz matičnih stanica u laboratoriju, što će pomoći u razvoju mrežnica spremnih za transplantaciju za liječenje zasljepljujućih bolesti kao što su retinitis pigmentosa i makularna degeneracija. Sada testiraju mogućnost presađivanja takve mrežnice na životinjskim modelima.

Živčano tkivo

Istraživači u RIKEN Centru za razvojnu biologiju, Kobe, Japan, predvođeni Yoshikijem Sasaijem, razvili su tehniku ​​za uzgoj hipofize iz matičnih stanica, koje su uspješno implantirane u miševe. Problem stvaranja dviju vrsta tkiva znanstvenici su riješili utjecajem na matične stanice mišjeg embrija tvarima koje stvaraju okruženje slično onom u kojem nastaje hipofiza embrija u razvoju te osigurali obilatu opskrbu stanica kisikom. Kao rezultat, stanice su formirale trodimenzionalnu strukturu, izgledom sličnu hipofizi, koja sadrži kompleks endokrinih stanica koje izlučuju hormone hipofize.

Znanstvenici iz Laboratorija za stanične tehnologije Nižnjenovgorodske državne medicinske akademije uspjeli su uzgojiti neuronsku mrežu, zapravo fragment mozga.

Uzgojili su neuronsku mrežu na posebnim matricama - mnogim podlogama elektroda koje omogućuju snimanje električne aktivnosti tih neurona u svim fazama rasta.

Zaključak

Gornji pregled publikacija pokazuje da je već došlo do značajnog napretka u korištenju uzgoja organa za liječenje ljudi, ne samo najjednostavnijih tkiva, poput kože i kostiju, već i prilično složenih organa, poput mjehura ili dušnika. Tehnologije za uzgoj još složenijih organa (srce, jetra, oči itd.) još uvijek se testiraju na životinjama. Osim za transplantologiju, takvi organi mogu poslužiti, primjerice, za pokuse koji zamjenjuju neke pokuse na laboratorijskim životinjama ili za potrebe umjetnosti (kao što je to činio spomenuti J. Vacanti). Svake godine pojavljuju se novi rezultati u području uzgoja organa. Prema prognozama znanstvenika, razvoj i implementacija tehnika za uzgoj složenih organa pitanje je vremena, a velika je vjerojatnost da će se u narednim desetljećima tehnika razviti do te mjere da će uzgoj složenih organa biti široko rasprostranjen. koristi se u medicini, istiskujući trenutno najčešću metodu transplantacije od donora