Kad im počnu rasti organi. Uzgoj umjetnih organa

Moderna medicina može činiti prava čuda. Svake godine znanstvenici pronalaze sve više novih metoda terapije za različita patološka stanja, a posebno su zanimljiva najnovija tehnička dostignuća. Liječnici su sigurni da će vrlo brzo moći liječiti bolesti na daljinu, podvrgnuti se dijagnostici cijelog organizma u nekoliko minuta i prevenirati bolesti pomoću suvremenih računalnih tehnologija. I tako naizgled fantastično, kao što je uzgoj ljudskih organa za transplantaciju, postupno postaje stvarnost.

Do 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 takvom situacijom. I danas se nastavlja aktivni razvoj metode "uzgoja" organa. U ovom slučaju kao polazni materijal koriste se matične stanice tijela koje se mogu prilagoditi 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 dobivena skela zasijana stanicama srčanog mišića dobivenim od novorođenog štakora. Dva tjedna kasnije, organ je postao sposoban pumpati krv.

Do danas su mnogi liječnici uvjereni da uskoro transplantacija više neće biti skupa operacija za elitu, već će za dobivanje organa biti potrebna samo nominalna naknada.

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

Uzgoj ljudskih organa za transplantaciju drugom metodom

Još vrhunsko dostignuće znanost se može nazvati 3d printanje organa. Takva 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 ušne školjke, srčane zaliske i krvožilne cijevi. Između ostalog, 3D printer omogućuje stvaranje koštanog tkiva, pa čak i kože, pogodne za daljnju transplantaciju.

Ispis organa provodi se posebnim fotoosjetljivim hidrogelom, posebnim punilom u prahu ili tekućinom. Radni materijal se dovodi iz dozatora kap po kap ili stalnim mlazom. Tako nastaju meka ili hrskavična tkiva. Za dobivanje koštanog implantata provodi se sloj-po-sloj spajanja polimera prirodnog podrijetla.

uzgoj

Britanski znanstvenici uhvatili su se u koštac s problemima stomatologije, odnosno ortodoncije. Do danas liječnici aktivno razvijaju tehnologiju za vraćanje izgubljenih zuba - to podrazumijeva da će se zub samostalno uzgajati izravno u usnoj šupljini pacijenta.

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

Dakle, danas ne postoji niti jedna sorta bioloških tkiva koju moderna znanost ne bi pokušala uzgojiti. No, unatoč postignutim uspjesima, još nije moguće zamijeniti umjetno uzgojene analoge - 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 takvima patološko stanje iscjelitelji savjetuju da se u jednakim omjerima pomiješaju smrvljeni listovi brusnice, sjemenke lana, cvjetovi nevena i trava trobojne ljubičice. Par žlica dobivene kolekcije prokuhajte jednom litrom kipuće vode. Kuhajte takav lijek deset minuta na vatri minimalne snage, a zatim ga ulijte u termos dvanaest sati. Procijeđeni napitak uzimajte po četvrtinu-pola čaše tri puta dnevno oko sat vremena prije obroka.

Izvedivost korištenja narodnih lijekova mora se razgovarati s liječnikom.

Ekaterina, www.site
Google

- Dragi naši čitatelji! Označite pronađenu tipfelersku grešku i pritisnite Ctrl+Enter. Javite nam što 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 u onome što do sada nikome nije pošlo za rukom - reprogramirati stanice i iz njih uzgojiti radni organ. To će omogućiti da se u dogledno vrijeme osiguraju organi za transplantaciju svima kojima su potrebni.

Uzgoj organa iz matičnih stanica

Uzgoj organa iz matičnih stanica liječnicima je već dugo poznato. Matične stanice su preci svih tjelesnih stanica. 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 postupno smanjuje sposobnost tijela za samoizlječenje.

U svijetu su već stvoreni mnogi potpuno funkcionalni organi od matičnih stanica, primjerice, 2004. godine u Japanu su od njih stvorene 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. Iste 2006. godine u Britaniji je stvoreno tkivo jetre. Znanstvenici su se do danas bavili gotovo svim tkivima u tijelu, pa čak i izraslim zubima.

U SAD-u je proveden vrlo zanimljiv eksperiment - uzgojili su novo srce na okviru starog. Srce donora očišćeno je od mišića i izgrađeno je od matičnih stanica novim mišićima. Time se u potpunosti eliminira mogućnost odbacivanja donorskog organa, jer on postaje "svoj". Inače, postoje prijedlozi da će se kao okvir moći koristiti srce svinje, koje je anatomski vrlo slično ljudskom.

Novi način uzgoja organa za transplantaciju (video)

Glavni nedostatak postojeće metode uzgoja organa je potreba za njihovom proizvodnjom vlastitih matičnih stanica pacijenta. Ne može svaki pacijent uzeti matične stanice, a još više nemaju svi gotove zamrznute stanice. No nedavno su istraživači sa Sveučilišta u Edinburghu uspjeli reprogramirati tjelesne stanice na takav način da im omogućuju da iz njih izrastu potrebni organi. Prema predviđanjima, široka uporaba ove tehnologije bit će moguća za 10-ak godina.

Sposobnost uzgoja ljudskog organa u epruveti i presađivanja u osobu kojoj je potrebna transplantacija san je transplantacije. Znanstvenici diljem svijeta rade na tome i već su naučili kako napraviti tkiva, male radne kopije organa, a zapravo nam je još jako malo ostalo do punopravnih rezervnih očiju, pluća i bubrega. Do sada se organele koriste uglavnom u znanstvene svrhe, uzgajaju se da bi se razumjelo kako organi rade, kako se razvijaju bolesti. Ali od ovoga do transplantacije ima samo nekoliko koraka. MedNovosti su prikupile 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 dobio prva funkcionalna pluća na svijetu s prokrvljenim i zdravim krvožilnim sustavom ex vivo kod glodavaca.

tkivo srčanog mišića. Bioinženjeri sa Sveučilišta u Michiganu uspjeli su uzgojiti komadić mišićnog tkiva u epruveti. Istina, srce izrađeno od takve tkanine još neće moći u potpunosti raditi, dvostruko je slabije od originala. No, ovo je dosad najjači uzorak srčanog tkiva.

Kosti. Izraelska biotehnološka tvrtka Bonus BioGroup upotrijebila je 3D skeniranje za stvaranje koštane skele nalik gelu prije nego što je zasijala matičnim stanicama uzetim iz masti. Dobivene kosti uspješno su presađene u glodavce. Već se planiraju eksperimenti za uzgoj ljudskih kostiju istom tehnologijom.

Tkiva želuca. Znanstvenici predvođeni Jamesom Wellsom iz Dječjeg medicinskog kliničkog centra u Cincinnatiju, Ohio, uspjeli su in vitro uzgojiti trodimenzionalne strukture ljudskog želuca koristeći embrionalne matične stanice i iz odraslih pluripotentnih stanica reprogramiranih u matične stanice. Te su strukture mogle proizvesti sve kiseline i probavne enzime potrebne čovjeku.

Japanski znanstvenici uzgoje 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 uzgajaju prostatu iz jedne stanice. Molekularni biolozi u Kaliforniji uspjeli su uzgojiti cijeli organ iz jedne stanice.
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 na 97 miševa, takva je stanica transplantirana pod bubreg, a njih 14 izrasla je puna prostata koja može normalno funkcionirati. Biolozi su pronašli potpuno istu populaciju stanica u ljudskoj prostati, međutim, 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 još uvijek ima srčane mane u embrionalnom stanju.

ušna školjka. Koristeći matične stanice, znanstvenici su uzgajali. Eksperiment su izveli 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 po prvi su put uspjeli uzgojiti ljudsku kožu u laboratoriju 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 1.

bubrega. Znanstvenici s australskog Sveučilišta Queensland naučili su kako uzgojiti umjetne bubrege iz matičnih stanica kože. Zasad su to malene organele veličine 1 cm, ali su po strukturi i funkcioniranju gotovo identične bubrezima odrasle osobe.

Mnoge bolesti, uključujući i one koje ugrožavaju ljudski život, povezane su s poremećajima u radu određenog organa (na primjer, zatajenje bubrega, zatajenje srca, dijabetes melitus itd.). Ne u svim slučajevima, ti se poremećaji mogu 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 ozbiljne ozljede:

Poticanje procesa regeneracije u tijelu. Osim farmakoloških učinaka, u praksi se koristi postupak uvođenja matičnih stanica u tijelo, koje imaju sposobnost pretvaranja u punopravne funkcionalne stanice organizma. Već su postignuti pozitivni rezultati u liječenju različitih bolesti matičnim stanicama, uključujući i najčešće bolesti u društvu, kao što su srčani, moždani udar, neurodegenerativne bolesti, dijabetes i druge. No, jasno je da je takav način liječenja primjenjiv samo za saniranje relativno manjih oštećenja organa.
Dovršavanje funkcija organa uz pomoć uređaja nebiološkog podrijetla. To mogu biti uređaji velikih dimenzija na koje su pacijenti povezani određeno vrijeme (na primjer, aparati za hemodijalizu kod zatajenja bubrega). Postoje i modeli nosivih uređaja ili uređaja koji se ugrađuju u tijelo (postoje opcije da se to učini ostavljajući pacijentov vlastiti organ, no ponekad se on izvadi, a uređaj potpuno preuzme njegove funkcije, kao u slučaju korištenja umjetno srce AbioCor). U nekim slučajevima takvi se uređaji koriste dok se čeka pojava potrebnog organa donora. Do sada su nebiološki analozi znatno inferiorni u savršenstvu od prirodnih organa.
Korištenje organa davatelja. Organi donora koji se transplantiraju 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 odbacivanja stranog organa od strane imunološkog sustava i sl. nije zaživio u praksi. Međutim, u tijeku su istraživanja kako bi se poboljšala učinkovitost ksenotransplantacije, na primjer, 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 o mogućnosti uzgoja, da se oštećeno ljudsko tijelo zamijeni očuvanim mozgom, samostalno. organizam u razvoju, klon - “biljke” (s onesposobljenom sposobnošću mišljenja).
Među navedene četiri opcije za rješavanje problema nedostatnosti funkcija organa, upravo njihov uzgoj može biti najprirodniji način oporavka organizma od većih ozljeda.

Dostignuća i perspektive u uzgoju pojedinih organa za potrebe medicine

Uzgoj tkiva

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

Koža

Sanacija oštećenih dijelova kože već je dio kliničke prakse. U nekim slučajevima koriste se metode za regeneraciju kože same osobe, na primjer, žrtve opeklina pomoću specijalnih efekata. 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. Takve tehnologije stvaraju, primjerice, programeri iz američkih centara za regenerativnu medicinu AFIRM i WFIRM.

Dr. Jorg Gerlach i kolege s Instituta za regenerativnu medicinu Sveučilišta u Pittsburgu izumili su uređaj za presađivanje kože koji će pomoći ljudima da brže zacijele opekline različite težine. Skin Gun raspršuje otopinu s vlastitim matičnim stanicama 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

Tim Sveučilišta Columbia predvođen Gordanom Vunjak-Novaković dobio je iz matičnih stanica nasađenih na skelu fragment kosti sličan onom iz temporomandibularnog zgloba.

Znanstvenici iz izraelske tvrtke Bonus Biogroup (osnivač i direktor - Pai Meretzki, 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 iz jedne stanice masnog tkiva in vitro, čak i u nedostatku specifičnog strukturnog matriksa ili supstrata, može diferencirati u strukturu nalik zubnoj klici .

Na Sveučilištu u Tokiju znanstvenici su uzgojili prave zube iz matičnih stanica miševa, koji sadrže zubne kosti i vezivna vlakna, te ih uspješno transplantirali u čeljusti životinja.

hrskavica

Stručnjaci iz Medicinskog centra Sveučilišta Columbia (Columbia University Medical Center), predvođeni Jeremyjem Maom (Jeremy Mao), uspjeli su postići oporavak zglobna hrskavica zečevi.

Prvo, istraživači su životinjama uklonili tkivo hrskavice ramenog zgloba, kao i sloj koštanog tkiva koji se nalazi ispod njih. Zatim su na mjesto uklonjenih tkiva postavljene kolagene skele.

U 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 stvoriti hrskavično tkivo čija se mehanička svojstva i sastav izvanstaničnog matriksa mijenjaju u različitim područjima.

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

Doktori sa Sveučilišta Johns Hopkins uklonili su tumorom zahvaćeno uho i dio lubanjske kosti 42-godišnjoj ženi oboljeloj od raka. Koristeći hrskavicu 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 (Ying Zheng) uzgojili su punopravne posude u laboratoriju, naučivši kontrolirati njihov rast i formirati složene strukture od njih. Žile formiraju grane, normalno reagiraju na sužavajuće tvari, prenose 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 uzgoj krvnih žila, uključujući kapilare, koristeći kao osnovni materijal polietilen glikol (PEG) - netoksičnu plastiku. Znanstvenici su modificirali PEG kako bi oponašao izvanstanični matriks tijela.

Zatim su ga kombinirali 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 masu gela.

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 u svijetu transplantaciju 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 skela. Dva tjedna kasnije izvršena je operacija transplantacije vene u kojoj su izrasli glatki mišići i endotel.

Prošlo je više od godinu dana od operacije, u pacijentovoj krvi nisu pronađena antitijela na transplantaciju, a djetetovo zdravlje se poboljšalo.

mišići

Istraživači s Worcester Polytechnic Institute (SAD) uspješno su sanirali veliku ranu u mišićnom tkivu kod miševa uzgojem i implantacijom mikrofilamenata koji se sastoje od proteinskog polimera fibrina obloženog slojem ljudskih mišićnih stanica.

Izraelski znanstvenici s Technion-Israel Institute of Technology istražuju potrebna diploma vaskularizacija i organizacija tkiva in vitro, što poboljšava preživljavanje i integraciju vaskulariziranog mišićnog implantata proizvedenog 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 dobio je 10 milijardi crvenih krvnih zrnaca, što je ekvivalentno otprilike dva mililitra krvi. Stope preživljavanja dobivenih stanica bile su usporedive s onima konvencionalnih eritrocita.

Koštana srž

Umjetnu koštanu srž dizajniranu za in vitro proizvodnju krvnih stanica prvi su put uspješno stvorili istraživači Laboratorija za kemijsko inženjerstvo Sveučilišta Michigan pod vodstvom Nicholasa Kotova. Uz njegovu pomoć već je moguće dobiti krvotvorne matične stanice i B-limfocite – stanice imunološkog sustava koje proizvode antitijela.

uzgoj složeni organi

Mjehur

Dr. Anthony Atala i njegovi kolege sa Sveučilišta Wake Forest u SAD-u 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 stanice proliferirale sedam do osam tjedana u petrijevim zdjelicama na podlozi u obliku mjehurića. Zatim su tako uzgojeni organi ušivani u tijela pacijenata. Praćenje pacijenata tijekom nekoliko godina pokazalo je da su organi dobro funkcionirali, bez negativnih učinaka starijih tretmana. Zapravo, ovo je prvi put da je dovoljno složen organ, umjesto jednostavnih 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 u svijetu transplantaciju dušnika uzgojenog iz matičnih stanica pacijentice, 30-godišnje Claudije Castillo. Organ je uzgojen na Sveučilištu u Bristolu uz pomoć donatorske skele od 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 presađivanja izraslog dušnika u Rusiji.

bubrega

Advanced Cell Technology izvijestila je 2002. da su uspješno uzgojili cijeli bubreg iz jedne stanice uzete iz kravljeg uha koristeći tehnologiju kloniranja za dobivanje matičnih stanica. Pomoću posebne tvari matične stanice pretvorene su u stanice bubrega.

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

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

Jetra

Američki stručnjaci iz Opće bolnice Massachusetts (Massachusetts General Hospital), predvođeni Korkutom Yugunom (Korkut Uygun) uspješno su transplantirali nekoliko štakora s jetrom uzgojenom u laboratoriju iz vlastitih stanica.

Istraživači su izvadili jetru iz pet laboratorijskih štakora, očistili ih od stanica domaćina, čime su dobili skele vezivnog tkiva organa. Istraživači su potom u svaku od pet skela ubrizgali približno 50 milijuna jetrenih stanica štakora primatelja. 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 iz britanske bolnice Heafield, predvođeni Megdijem Yakubom, prvi su put u povijesti uzgojili dio srca koristeći matične stanice kao "građevinski materijal". Doktori su uzgojili tkivo koje radi točno kao srčani zalisci odgovorni za protok krvi u ljudskom tijelu.

Znanstvenici sa Sveučilišta u Rostocku (Njemačka) upotrijebili su tehnologiju ispisa stanica laserski induciranog prijenosa naprijed (LIFT) kako bi napravili "flaster" dizajniran za regeneraciju srca.

Pluća

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

Matrica je bila ispunjena epitelnim stanicama pluća i unutarnjom oblogom krvnih žila uzetih od drugih pojedinaca. Kroz 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 istjecanje 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 crijeva miša iz induciranih pluripotentnih matičnih stanica.

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

Gušterača

Istraživači na izraelskom Institutu Technion, 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 rezultirala je značajnim smanjenjem razine glukoze u krvi kod životinja.

timus

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 Kawyn, prof. Gail Risbridger i dr. Renia Taylor s Instituta Melbourne medicinsko istraživanje Monash su prvi upotrijebili embrionalne matične stanice za uzgoj ljudske prostate kod miša.

Jajnik

Tim stručnjaka predvođen Sandrom Carson sa Sveučilišta Brown uspio je uzgojiti prve jajne stanice u laboratorijski stvorenom organu, prelazeći od "mlade Graaffove vezikule" do pune zrelosti.

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 obnovljene, zečevi su oplodili ženke, dobili su potomstvo.

Znanstvenici sa Sveučilišta Wake Forest u Winston-Salemu, Sjeverna Karolina, uzgojili su uretru iz vlastitih tkiva pacijenata. U eksperimentu su pomogli petorici tinejdžera vratiti integritet oštećenih kanala.

Oči, rožnice, mrežnice

Biolozi sa Sveučilišta u Tokiju ugradili su embrionalne matične stanice u očnu duplju žabe iz koje je izvađena očna jabučica. Zatim je očna duplja ispunjena posebnim hranjivi medij koji osigurava prehranu stanicama. Nekoliko tjedana kasnije, 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 nekadašnji organ vida.

Znanstvenici sa Sahlgrenska akademije u Švedskoj po prvi su put uspješno uzgojili ljudsku rožnicu iz matičnih stanica. To će pomoći da se u budućnosti izbjegne dugo čekanje na rožnicu donora.

Istraživači na Kalifornijskom sveučilištu u Irvineu, predvođeni Hansom Keirsteadom, uzgojili su osmoslojnu mrežnicu iz matičnih stanica u laboratoriju, što će pomoći u razvoju mrežnice spremne za transplantaciju za liječenje zasljepljujućih stanja kao što su retinitis pigmentosa i makularna degeneracija. Sada testiraju mogućnost presađivanja takve mrežnice na životinjskim modelima.

Živčana tkiva

Istraživači u RIKEN centru za razvojnu biologiju, Kobe, Japan, predvođeni Yoshikijem Sasaiem, razvili su tehniku ​​za uzgoj hipofize iz matičnih stanica koje su uspješno implantirane u miševe. Problem stvaranja dviju vrsta tkiva znanstvenici su riješili tako što su matične stanice mišjeg embrija izložili tvarima koje stvaraju okruženje slično onom u kojem nastaje hipofiza embrija u razvoju te su omogućile obilatu opskrbu stanica kisikom. Kao rezultat toga, stanice su formirale trodimenzionalnu strukturu, izvana 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.

Izrasli su neuronsku mrežu na posebnim matricama - puno elektrodnih podloga koje vam omogućuju snimanje električne aktivnosti tih neurona u svim fazama rasta.

Zaključak

Gornji pregled publikacija pokazuje da već postoje značajna postignuća u korištenju rastućih organa za liječenje ljudi ne samo s najjednostavnijim tkivima, poput kože i kostiju, već i s prilično složenim organima, poput mjehura ili dušnika. Tehnologije za uzgoj još složenijih organa (srce, jetra, oko itd.) još uvijek se razrađuju 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 učinio spomenuti J. Vacanti). Svake godine pojavljuju se novi rezultati u području uzgoja organa. Prema predviđanjima znanstvenika, razvoj i implementacija tehnike uzgoja složenih organa pitanje je vremena, a vjerojatno će se u narednim desetljećima tehnika razviti do te mjere da će se uzgoj složenih organa široko se koristi u medicini, zamjenjujući najčešću metodu transplantacije od donora.