Amikor elkezdenek szerveket növeszteni. Növekvő mesterséges szervek

A modern orvostudomány igazi csodákra képes. A tudósok évről évre egyre több új terápiás módszert találnak a különféle kóros állapotok kezelésére, és különösen érdekesek a legújabb technikai vívmányok. Az orvosok biztosak abban, hogy hamarosan képesek lesznek távolról kezelni a betegségeket, percek alatt elvégezni az egész szervezet diagnosztikáját, és a modern számítógépes technológiák segítségével megelőzni a betegségeket. És egy olyan fantasztikusnak tűnő dolog, mint az emberi szervek transzplantáció céljából történő termesztése, fokozatosan valósággá válik.

A mai napig a tudósok számos aktív fejlesztést és kutatást végeznek a szervekkel kapcsolatban emberi test. Valószínűleg mindannyian hallottuk ezt a modern világban nagy mennyiség az embereknek szerv- vagy szövetátültetésre van szükségük, és ezt a szükségletet semmilyen donoranyag nem tudja fedezni. Ezért a tudósok évek óta olyan technológiákat fejlesztenek ki, amelyek képesek megbirkózni egy ilyen helyzettel. És ma folytatódik a szervek "növekedésének" módszerének aktív fejlesztése. Ebben az esetben a test őssejtjeit használják kiindulási anyagként, amelyek képesek alkalmazkodni bármely szerv sajátosságaihoz.

Az emberi szervek mesterséges termesztése

A mai napig több technológiát is feltaláltak a szervek őssejtekből történő aktív tenyésztésére. 2004-ben a tudósoknak sikerült teljesen működőképes kapilláris ereket létrehozniuk. 2005-ben pedig az agy és az idegrendszer teljes értékű sejtjeit növesztették. 2006-ban a svájci orvosoknak sikerült szívbillentyűket, a brit orvosoknak pedig májszövetsejteket növeszteni. Ugyanebben az évben az amerikaiak létrehoztak egy teljes értékű szervet - a hólyagot, 2007-ben pedig megkapták a szem szaruhártyáját. Egy évvel később a tudósoknak sikerült új szívet növeszteni, a régi keretét alapul véve. Egy ilyen tudományos kísérlethez egy felnőtt patkány szívét használták, amelyet egy speciális oldatba helyeztek, amely eltávolította az összes izomszövetet a szervből. Ezután a kapott állványt újszülött patkányból nyert szívizomsejtekkel oltottuk be. Két héttel később a szerv képessé vált a vér pumpálására.

A mai napig sok orvos abban bízik, hogy hamarosan a transzplantáció már nem lesz drága műtét az elit számára, csupán névleges díjra lesz szükség egy szerv megszerzéséhez.

Így az elmúlt néhány évben számos sebészeti beavatkozások mesterségesen növesztett légcső átültetése, amelyre a páciens saját, csontvelőből izolált sejtjeit alkalmazták. Az ilyen sejteknek köszönhetően a recipiens szervezete nem utasítja el az átültetett szervet, az normális esetben gyökeret ver és alkalmazkodik az új körülményekhez. Ez a művelet lehetővé teszi a betegek számára, hogy ismét önállóan lélegezzenek és beszéljenek.

Emberi szervek termesztése transzplantáció céljából más módszerrel

Egy másik korszerű vívmány a tudomány a szervek 3D nyomtatásának nevezhető. Egy ilyen csodálatos technikát egy speciális biokémiai géppel hajtanak végre. A legelső kísérleteket klasszikus tintasugaras nyomtatókon végezték. A tudósok azt találták, hogy az emberi test sejtjei ugyanolyan méretűek, mint a szabványos tintacseppek. Ha ezeket az adatokat számokra fordítja, 10 mikron méretet kap. A bionyomtatással pedig a sejtek kilencven százaléka életképes marad.

Eddig a szakembereknek sikerült fülkagylót, szívbillentyűket és ércsöveket nyomtatniuk. A 3D nyomtató többek között lehetővé teszi csontszövet, sőt bőr létrehozását is, amely alkalmas további átültetésre.

A szervek nyomtatása speciális fényérzékeny hidrogéllel, speciális portöltőanyaggal vagy folyadékkal történik. A munkaanyagot az adagolóból cseppenként vagy állandó árammal tápláljuk be. Így jönnek létre a lágy vagy porcos szövetek. A csontimplantátum előállításához természetes eredetű polimereket rétegről rétegre olvasztják össze.

termesztése

Brit tudósok foglalkoztak a fogászat, vagy inkább a fogszabályozás problémáival. A mai napig az orvosok aktívan fejlesztenek egy technológiát az elvesztett fogak helyreállítására - ez azt jelenti, hogy a fogat önállóan növesztik közvetlenül a páciens szájüregében.

Eleinte a fogorvosok fogínyhámból és őssejtekből hoznak létre egy „fogcsírát”. Ezt a manipulációt kémcsőben végezzük. Miután a sejteket speciális impulzussal stimulálják, a kívánt típusú fogakká válnak. Ezután egy ilyen csíra kémcsőben képződik. Csak ezután kerül a szájüregbe. Ott beültetik, és magától eléri a kívánt méretet.

Tehát ma egyetlen olyan biológiai szövet sem létezik, amelyet a modern tudomány ne próbálna meg termeszteni. De az elért sikerek ellenére még nem lehet helyettesíteni a mesterségesen termesztett analógokat - ez a jövő kérdése.

Népi receptek

A hagyományos gyógyszerek segítenek elkerülni a szervátültetés szükségességét. Sokféle kóros állapot kezelésére alkalmazhatók, beleértve a veszélyes veseelégtelenséget, amely gyakran veseátültetést igényel.

Ilyenekkel kóros állapot A gyógyítók azt tanácsolják, hogy egyenlő arányban keverje össze a zúzott vörösáfonya leveleket, a lenmagot, a körömvirágot és a háromszínű lila füvet. Forraljon fel néhány evőkanálnyit a kapott kollekcióból egy liter forrásban lévő vízzel. Forraljuk az ilyen szert tíz percig minimális teljesítményű tűzön, majd öntsük egy termoszba tizenkét órára. A feszült italt naponta háromszor negyed-fél pohárral étkezés előtt kb.

A népi gyógymódok alkalmazásának lehetőségét meg kell vitatni az orvossal.

Ekaterina, www.site
Google

- Kedves Olvasóink! Jelölje ki a talált elírást, és nyomja meg a Ctrl+Enter billentyűkombinációt. Tudassa velünk, mi a hiba.
- Kérjük, hagyja meg megjegyzését alább! Kérünk benneteket! Tudnunk kell a véleményét! Köszönöm! Köszönöm!

Orvostudós dolgozik

A tudósok világszerte sok éven át azon dolgoznak, hogy működő szöveteket és szerveket hozzanak létre sejtekből. A leggyakoribb gyakorlat az új szövetek őssejtekből történő növesztése. Ezt a technológiát évek óta fejlesztették, és folyamatosan sikereket hoz. De még nem lehet teljes mértékben biztosítani a szükséges számú szervet, mivel csak az őssejtjeiből lehet egy adott beteg számára szervet termeszteni.

Az Egyesült Királyság tudósainak sikerült azt elérniük, ami eddig senkinek sem sikerült – átprogramozni a sejteket, és működő szervet növeszteni belőlük. Ez lehetővé teszi a belátható jövőben, hogy átültetésre alkalmas szerveket biztosítsanak mindenkinek, akinek szüksége van rá.

Növekvő szervek őssejtekből

A szervek őssejtekből történő termesztése már régóta ismerős az orvosok számára. Az őssejtek minden testsejt elődjei. Helyettesíthetik a sérült sejteket, és a test helyreállítására szolgálnak. Ezeknek a sejteknek a maximális száma a születés utáni gyermekekben fordul elő, és az életkorral számuk csökken. Ezért fokozatosan csökken a szervezet öngyógyító képessége.

Őssejtekből számos teljesen működő szervet hoztak létre már a világon, 2004-ben például Japánban kapillárisokat és ereket hoztak létre belőlük. 2005-ben pedig az amerikai tudósoknak sikerült agysejteket létrehozniuk. A szelepeket 2006-ban hozták létre Svájcban emberi szívőssejtekből. Ugyanebben 2006-ban Nagy-Britanniában létrehozták a májszövetet. A mai napig a tudósok a test szinte minden szövetével, még a kinőtt fogakkal is foglalkoztak.

Egy nagyon érdekes kísérletet hajtottak végre az USA-ban - új szívet növesztettek egy kereten a régiből. A donor szívét megtisztították az izmoktól, és új izmokat építettek fel az őssejtekből. Ez teljesen kiküszöböli a donorszerv kilökődésének lehetőségét, mivel „sajátjává” válik. Egyébként vannak olyan javaslatok, hogy keretként egy disznó szívét lehet majd használni, amely anatómiailag nagyon hasonlít az emberi szívhez.

Új módszer a transzplantációs szervek termesztésére (Videó)

A meglévő szervtenyésztési módszer fő hátránya, hogy a páciens saját őssejtjeit kell termelni. Nem minden beteg tud őssejtet venni, és még inkább, nem mindenkinek van kész fagyasztott sejtje. Ám a közelmúltban az Edinburghi Egyetem kutatóinak sikerült átprogramozniuk a test sejtjeit oly módon, hogy lehetővé tegyék a szükséges szervek kitermelését belőlük. Az előrejelzések szerint ennek a technológiának a széles körű alkalmazása körülbelül 10 éven belül lehetséges.

Az a képesség, hogy egy emberi szervet kémcsőben növeszthessünk, és átültessünk egy transzplantációra szoruló személybe, az átültetés álma. A tudósok szerte a világon dolgoznak ezen, és már megtanulták, hogyan kell szöveteket, szervek kis működő másolatait készíteni, és valójában nagyon kevés maradt a teljes értékű tartalék szemek, tüdők és vesék előtt. Eddig az organellumokat főként tudományos célokra használják, termesztik őket, hogy megértsék a szervek működését, a betegségek kialakulását. De ettől a transzplantációig csak néhány lépés van. A MedNovosti információkat gyűjtött a legígéretesebb projektekről.

Tüdő. A Texasi Egyetem tudósai emberi tüdőt növesztettek egy bioreaktorban. Igaz, erek nélkül az ilyen tüdők nem működnek. A Columbia University Medical Center (New York) tudóscsoportja azonban nemrégiben megszerezte a világ első működőképes tüdejét, amely perfundált és egészséges érrendszerrel rendelkezik ex vivo rágcsálókban.

a szívizom szövete. A Michigani Egyetem biomérnökeinek sikerült egy darab izomszövetet növeszteni egy kémcsőben. Igaz, egy ilyen anyagból készült szív még nem fog teljesen működni, kétszer gyengébb, mint az eredeti. Ez azonban a szívszövet eddigi legerősebb mintája.

Csontok. Az izraeli biotechnológiai vállalat, a Bonus BioGroup 3D-s szkennelésekkel gélszerű csontvázat hozott létre, mielőtt zsírból vett őssejtekkel beoltotta volna. A kapott csontokat sikeresen átültették rágcsálókba. Kísérleteket már terveznek emberi csontok termesztésére, ugyanezzel a technológiával.

A gyomor szövetei. A James Wells vezette tudósoknak az Ohio állambeli Cincinnati Gyermekgyógyászati ​​Klinikai Központjában sikerült in vitro háromdimenziós emberi gyomor struktúrákat termeszteni embrionális őssejtek és őssejtekké átprogramozott felnőtt pluripotens sejtekből. Ezek a struktúrák képesek voltak az ember számára szükséges összes savat és emésztőenzimet előállítani.

Japán tudósok szemet növesztenek egy Petri-csészében. A mesterségesen növesztett szem a retina fő rétegeit tartalmazza: a pigment epitéliumot, a fotoreceptorokat, a ganglionsejteket és egyebeket. Még nem lehet teljesen átültetni, de a szövetátültetés nagyon ígéretes irány. Kiindulási anyagként embrionális őssejteket használtunk.

A Genentech tudósai egyetlen sejtből növesztik a prosztatát. Kaliforniában a molekuláris biológusoknak sikerült egy egész szervet kinőniük egyetlen sejtből.
A tudósok megtalálták az egyetlen olyan erős őssejtet a prosztataszövetben, amely egy egész szervvé képes nőni. Kiderült, hogy az ilyen sejtek valamivel kevesebb, mint 1%-a teljes szám. Egy 97 egeret bevonó vizsgálat során ilyen sejtet ültettek át a vese alá, és közülük 14-nél nőtt ki a normálisan működő prosztata. A biológusok pontosan ugyanazt a sejtpopulációt találták az emberi prosztatában, de csak 0,2%-os koncentrációban.

szívbillentyűk. Dr. Simon Hoerstrup és Dorthe Schmidt svájci tudósok, a Zürichi Egyetemről képesek voltak emberi szívbillentyűket növeszteni magzatvízből vett őssejtek segítségével. Mostantól az orvosok kifejezetten egy születendő gyermek számára növeszthetnek szívbillentyűket, ha még embrionális állapotban vannak szívhibái.

Fülkagyló. Őssejtek felhasználásával a tudósok nőttek. A kísérletet a Tokiói Egyetem és a Kiotói Egyetem kutatói végezték Thomas Cervantes vezetésével.

Bőr. A Zürichi Egyetem (Svájc) és a város Egyetemi Gyermekkórházának tudósainak először sikerült laboratóriumban emberi bőrt növeszteni, amelybe vér- és nyirokerek hatottak. Az így kapott bőrlebeny szinte teljesen képes ellátni a funkciót egészséges bőrégési sérülések, műtéti hibák vagy bőrbetegségek esetén.

Hasnyálmirigy. A tudósok először alkották meg, amely képes inzulin előállítására. Egy újabb kísérlet az 1-es típusú cukorbetegség gyógyítására.

vese. A Queenslandi Ausztrál Egyetem tudósai megtanulták, hogyan lehet mesterséges vesét növeszteni bőr őssejtjéből. Egyelőre csak kisméretű, 1 cm-es organellumokról van szó, de szerkezetüket és működésüket tekintve szinte teljesen megegyeznek egy felnőtt veséjével.

Számos betegség, köztük az emberi életet is veszélyeztető betegségek egy adott szerv működésének zavaraihoz kapcsolódnak (például veseelégtelenség, szívelégtelenség, diabetes mellitus stb.). Ezek a rendellenességek nem minden esetben korrigálhatók hagyományos gyógyszeres vagy sebészeti beavatkozásokkal.

Ez a cikk tájékoztatást nyújt a biológiai szervek termesztése terén elért eredményekről.

Számos alternatív módszer létezik a betegek szervi működésének helyreállítására súlyos sérülés esetén:

A regenerációs folyamatok serkentése a szervezetben. A farmakológiai hatások mellett a gyakorlat az őssejtek szervezetbe juttatásának eljárását alkalmazza, amelyek képesek a szervezet teljes értékű funkcionális sejtjévé átalakulni. Pozitív eredmények születtek már a különböző betegségek őssejtekkel történő kezelésében, beleértve a társadalomban leggyakrabban előforduló betegségeket, mint például a szívinfarktus, a stroke, a neurodegeneratív betegségek, a cukorbetegség és mások. Nyilvánvaló azonban, hogy egy ilyen kezelési módszer csak a szervek viszonylag kisebb károsodásának helyreállítására alkalmazható.
A szervek funkcióinak kiegészítése nem biológiai eredetű eszközök segítségével. Ezek lehetnek nagy méretű eszközök, amelyekhez a betegek egy bizonyos ideig csatlakoznak (például veseelégtelenség esetén alkalmazott hemodializáló gépek). Léteznek hordható, vagy testbe ültetett eszközök modelljei is (vannak erre lehetőségek, a páciens saját szervét elhagyva, de esetenként eltávolítják, és az eszköz teljesen átveszi a funkcióit, mint a használat során. az AbioCor műszív). Egyes esetekben az ilyen eszközöket a szükséges donorszerv megjelenésére várják. Eddig a nem biológiai analógok tökéletességükben lényegesen rosszabbak a természetes szerveknél.
A donor szervek használata. Az egyik személyről a másikra átültetett donorszerveket már széles körben és esetenként sikeresen alkalmazzák a klinikai gyakorlatban. Ez az irány azonban számos problémával szembesül, mint például komoly donorszervhiány, idegen szerv immunrendszeri kilökődésének problémája stb., a gyakorlatba nem került. Mindazonáltal folynak kutatások a xenotranszplantáció hatékonyságának javítására, például genetikai módosítással.
Növekvő szervek. A szervek mesterségesen termeszthetők az emberi testben és a testen kívül is. Egyes esetekben lehetséges szervet növeszteni annak a személynek a sejtjeiből, akibe azt átültetik. Számos módszert fejlesztettek ki biológiai szervek termesztésére, például speciális eszközökkel, amelyek a 3D nyomtató elvén működnek. A vizsgált irány javaslatot tartalmaz a termesztés lehetőségére, a sérült emberi test cseréjére megőrzött agyvel, függetlenül fejlődő szervezet, klón - „növények” (fogyatékos gondolkodási képességgel).
A felsorolt ​​négy lehetőség közül a szervi elégtelenség problémájának megoldására ezek termesztése lehet a szervezet legtermészetesebb módja a nagyobb sérülésekből való felépülésnek.

Eredmények és kilátások az egyes szervek gyógyászati ​​szükségletekre való termesztésében

Szövettenyésztés

Az egyszerű szövetek termesztése már létező és a gyakorlatban is alkalmazott technológia.

Bőr

A sérült bőrterületek helyreállítása már a klinikai gyakorlat része. Egyes esetekben módszereket alkalmaznak a személy bőrének regenerálására, például az égési sérülés áldozataira speciális effektusok révén. Ezt például az R.R. Rakhmatullin bioműanyag anyagból készült hyamatrix vagy biocol, amelyet a B.K. által vezetett csapat fejlesztett ki. Gavrilyuk. Speciális hidrogéleket is használnak az égési hely bőrének növelésére.

A bőrszövet töredékeinek speciális nyomtatókkal történő nyomtatására szolgáló módszereket is fejlesztenek. Ilyen technológiákat hoznak létre például az amerikai regeneratív orvoslási központok, az AFIRM és a WFIRM fejlesztői.

Dr. Jorg Gerlach és munkatársai a Pittsburgi Egyetem Regeneratív Orvostudományi Intézetében olyan bőrátültető készüléket találtak ki, amely segít az embereknek gyorsabban gyógyulni a különböző súlyosságú égési sérülésekből. A Skin Gun saját őssejtjeit tartalmazó oldatot permetez az áldozat sérült bőrére. Pillanatnyilag új módszer A kezelés még kísérleti stádiumban van, de az eredmények már lenyűgözőek: a súlyos égési sérülések néhány napon belül begyógyulnak.

Csontok

A Columbia Egyetem csapata Gordana Vunjak-Novakovic vezetésével egy állványra oltott őssejtekből egy temporomandibularis ízülethez hasonló csonttöredéket kapott.

Az izraeli Bonus Biogroup cég tudósai (alapító és vezérigazgató – Pai Meretzki, Shai Meretzki) olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyek segítségével a páciens zsírleszívással nyert zsírszövetéből emberi csontot lehet növeszteni. Az így nevelt csontot már sikeresen átültették egy patkány mancsába.

Fogak

Az Udine Egyetem olasz tudósai be tudták mutatni, hogy egyetlen zsírszövet sejtből in vitro nyert mesenchymális őssejtek populációja még specifikus szerkezeti mátrix vagy szubsztrát hiányában is megkülönböztethető fogcsírára emlékeztető szerkezetté. .

A Tokiói Egyetemen a tudósok teljes értékű fogakat növesztettek egér őssejtekből, amelyek fogcsontokat és kötőrostokat tartalmaznak, és sikeresen átültették őket állatok állkapcsába.

porc

A Columbia University Medical Center (Columbia University Medical Center) szakembereinek Jeremy Mao (Jeremy Mao) vezetésével sikerült felépülniük. ízületi porc nyulak.

A kutatók először a vállízület porcszövetét, valamint az alatta lévő csontszövetet távolították el az állatokról. Ezután az eltávolított szövetek helyére kollagén állványokat helyeztek.

Azoknál az állatoknál, amelyek váza transzformáló növekedési faktort, a sejtdifferenciálódást és -növekedést szabályozó fehérjét tartalmazott, a humeruson újra kialakult a csont- és porcszövet, és teljesen helyreállt a mozgás az ízületben.

Az austini Texasi Egyetem amerikai tudósainak egy csoportjának sikerült olyan porcszövetet létrehoznia, amelynek mechanikai tulajdonságai és az extracelluláris mátrix összetétele különböző területeken változik.

1997-ben Jay Vscanti, a bostoni Massachusetts Általános Kórház sebésze egy egér hátán sikerrel járt. emberi fül porcsejtek felhasználásával.

A Johns Hopkins Egyetem orvosai eltávolítottak egy daganatos fület és a koponyacsont egy részét egy 42 éves rákos nőtől. A páciens mellkasából származó porcok, bőr és más testrészekből származó erek felhasználásával műfüvet növesztettek a karjára, majd átültették a megfelelő helyre.

Hajók

Ying Zheng (Ying Zheng) professzor csoportjának kutatói teljes értékű ereket növesztettek a laboratóriumban, megtanulva szabályozni növekedésüket, és bonyolult szerkezeteket kialakítani belőlük. Az erek ágakat képeznek, normálisan reagálnak az összehúzó anyagokra, és még éles sarkokon is szállítják a vért.

A Rice Egyetem elnöke, Jennifer West és a Baylor College of Medicine (BCM) molekuláris fiziológusa, Mary Dickinson által vezetett tudósok megtalálták a módját, hogy ereket, köztük kapillárisokat növesszenek, alapanyagként polietilénglikolt (PEG) használva – egy nem mérgező műanyagot. A tudósok úgy módosították a PEG-et, hogy utánozzák a test extracelluláris mátrixát.

Ezután kétféle sejttel kombinálták, amelyek az erek kialakításához szükségesek. Fény segítségével a PEG polimer szálakat háromdimenziós géllé alakították, és élő sejteket és növekedési faktorokat tartalmazó lágy hidrogélt hoztak létre. Ennek eredményeként a tudósok meg tudták figyelni, hogy a sejtek hogyan képeznek lassan kapillárisokat a gél tömegében.

Az új érhálózatok tesztelésére a tudósok hidrogélt ültettek be egerek szaruhártyájába, ahol nincs természetes vérellátás. A festéknek az állatok vérébe juttatása megerősítette a normális véráramlás meglétét az újonnan képződött kapillárisokban.

A Göteborgi Egyetem svéd orvosai Suchitra Sumitran-Holgersson professzor vezetésével elvégezték a világon elsőként a páciens őssejtjéből kinőtt véna transzplantációját.

A csípővéna körülbelül 9 centiméter hosszú szakaszát, amelyet egy elhunyt donortól kaptunk, megtisztítottuk a donorsejtektől. A lány őssejtjeit a megmaradt fehérjevázba helyezték. Két héttel később műtétet hajtottak végre egy véna átültetésére, amelyben simaizom és endotélium nőtt.

A műtét óta több mint egy év telt el, a beteg vérében nem találtak a transzplantáció elleni antitestet, a gyermek egészségi állapota javult.

izmok

A Worcester Polytechnic Institute (USA) kutatói sikeresen helyreállítottak egy nagy sebet egerekben az izomszövetben emberi izomsejtek rétegével bevont fehérjepolimer fibrinből álló mikrofilamentumok növesztésével és beültetésével.

Izraeli tudósok a Technion-Israel Institute of Technology kutatóitól szükséges végzettség vaszkularizáció és szövetek szerveződése in vitro, ami javítja a szövet-manipulált vaszkularizált izomimplantátum túlélését és beépülését a recipiens szervezetébe.

Vér

A párizsi Pierre és Marie Curie Egyetem kutatói Luc Douay vezetésével a világon először sikeresen teszteltek emberi önkénteseken őssejtekből növesztett mesterséges vért.

A kísérletben résztvevők mindegyike 10 milliárd vörösvérsejtet kapott, ami körülbelül két milliliter vérnek felel meg. A kapott sejtek túlélési aránya hasonló volt a hagyományos eritrocitákéhoz.

Csontvelő

Vérsejtek in vitro előállítására tervezett mesterséges csontvelőt sikerült először létrehozni a Michigani Egyetem vegyészmérnöki laboratóriumának kutatóinak Nicholas Kotov vezetésével. Segítségével már elérhető a vérképző őssejtek és a B-limfociták - az immunrendszer antitesteket termelő sejtjei.

termesztése összetett szervek

Hólyag

Dr. Anthony Atala és munkatársai az egyesült államokbeli Wake Forest Egyetemen hólyagot növesztenek a betegek saját sejtjeiből, és átültetik azokat a betegekbe. Kiválasztottak több beteget, és húgyhólyagbiopsziát vettek tőlük - izomrost- és uroteliális sejtmintákat. Ezek a sejtek hét-nyolc hétig szaporodtak Petri-csészékben, buborék alakú alapon. Majd az így növesztett szerveket bevarrták a betegek testébe. A betegek több éves nyomon követése azt mutatta, hogy a szervek jól működtek, a régebbi kezelések negatív hatásai nélkül. Valójában ez az első alkalom, hogy az egyszerű szövetek, például bőr és csontok helyett kellően összetett szervet termesztenek mesterségesen in vitro és ültettek át emberi testbe. Ez a csapat más szövetek és szervek termesztésére szolgáló módszereket is fejleszt.

Légcső

Spanyol sebészek végezték el a világon elsőként egy beteg, a 30 éves Claudia Castillo őssejtjeiből kinőtt légcső transzplantációját. A szervet a Bristoli Egyetemen növesztették kollagénrostokból álló donor állvány segítségével. A műtétet Paolo Macchiarini professzor végezte a Hospital Clínic de Barcelona munkatársa.

Macchiarini professzor aktívan együttműködik orosz kutatókkal, ami lehetővé tette az első műtétek elvégzését egy kifejlett légcső átültetésére Oroszországban.

vese

Az Advanced Cell Technology 2002-ben arról számolt be, hogy egy tehén füléből vett egyetlen sejtből sikeresen teljes vesét növesztettek klónozási technológiával, hogy őssejteket nyerjenek. Egy speciális anyag segítségével az őssejteket vesesejtekké alakították.

A szövetet a Harvard Orvosi Iskolában készített önmegsemmisítő anyagból készült állványon növesztették, és olyan formájúak, mint egy közönséges vese.

Az így kapott, körülbelül 5 cm hosszú veséket a fő szervek mellé ültették be a tehénbe. Ennek eredményeként a mesterséges vese sikeresen kezdett vizeletet termelni.

Máj

A Massachusettsi Általános Kórház (Massachusetts General Hospital) amerikai szakértői Korkut Yugun (Korkut Uygun) vezetésével sikeresen átültettek több patkányt a laboratóriumban saját sejtjeikből növesztett májjal.

A kutatók öt laboratóriumi patkány máját eltávolították, megtisztították a gazdasejtektől, így kapták meg a szervek kötőszövetes vázát. A kutatók ezután hozzávetőleg 50 millió májsejtet fecskendeztek befogadó patkányokból mind az öt állványba. Két héten belül a sejtekkel benépesült állványokon egy-egy teljesen működőképes máj alakult ki. A laboratóriumban növesztett szerveket ezután sikeresen átültették öt patkányba.

Szív

A Megdi Yakub vezette Heafield brit kórház tudósai a történelem során először növesztették ki a szív egy részét, őssejteket használva "építőanyagként". Az orvosok olyan szövetet növesztettek, amely pontosan úgy működik, mint az emberi test véráramlásáért felelős szívbillentyűk.

A Rostocki Egyetem (Németország) tudósai lézer-induced-forward-transfer (LIFT) sejtnyomtatási technológiát alkalmaztak a szív regenerációjára tervezett „tapasz” elkészítéséhez.

Tüdő

A Yale Egyetem (Yale Egyetem) amerikai tudósai Laura Niklason (Laura Niklason) vezetésével a laboratóriumi tüdőben (donor extracelluláris mátrixon) nőttek fel.

A mátrixot tüdőhámsejtek és más személyektől vett erek belső bélése töltötte meg. A bioreaktorban történő tenyésztés révén a kutatók új tüdőket tudtak növeszteni, amelyeket aztán több patkányba ültettek át.

A szerv normálisan működött különböző egyénekben az átültetés után 45 perctől két óráig. Ezt követően azonban vérrögök kezdtek kialakulni a tüdő ereiben. Ezenkívül a kutatók feljegyezték kis mennyiségű vér szivárgását a szerv lumenébe. A kutatóknak azonban most először sikerült kimutatniuk a regeneratív gyógyászatban rejlő lehetőségeket a tüdőtranszplantációban.

Belek

A Nara Orvostudományi Egyetem japán kutatóinak egy csoportja Yoshiyuki Nakajima vezetésével sikerült egérbéltöredéket létrehozni indukált pluripotens őssejtekből.

Működési jellemzői, az izmok, idegsejtek felépítése megfelel a szokásos bélnek. Például összehúzódhat az élelmiszer mozgatásához.

Hasnyálmirigy

Az Israeli Technion Institute kutatói Shulamit Levenberg professzor vezetésével olyan módszert fejlesztettek ki, amellyel olyan hasnyálmirigy-szövetet növeszthetnek, amely szekréciós sejteket tartalmaz, amelyeket háromdimenziós erek hálózata vesz körül.

Az ilyen szövetek cukorbeteg egerekbe történő átültetése az állatok vércukorszintjének jelentős csökkenését eredményezte.

csecsemőmirigy

A Connecticuti Egyetem Egészségügyi Központjának (USA) tudósai kifejlesztettek egy módszert az egér embrionális őssejtek (ESC) irányított in vitro differenciálására csecsemőmirigy epiteliális őssejtekké (PET), amelyek in vivo csecsemőmirigysejtekké differenciálódtak, és helyreállították normális szerkezetét.

Prosztata

Pru Kawyn, Prof. Gail Risbridger és Dr. Renia Taylor, a Melbourne Institute kutatói orvosi kutatás A Monash volt az első, aki embrionális őssejteket használt emberi prosztata egerekben történő növesztésére.

Petefészek

A Sandra Carson, a Brown Egyetem munkatársa által vezetett szakembercsoportnak sikerült egy laboratóriumilag létrehozott szervben kinevelni az első petéket, a „fiatal Graaffi-vezikulumtól” a teljes érettségig.

pénisz, húgycső

A Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (Észak-Karolina, USA) kutatóinak Anthony Atala vezetésével sikerült péniszeket növeszteni és sikeresen átültetni nyulakra. A műtét után a pénisz funkciói helyreálltak, a nyulak megtermékenyítették a nőstényeket, utódaik születtek.

Az észak-karolinai Winston-Salemben található Wake Forest Egyetem tudósai húgycsövet növesztettek ki a betegek saját szöveteiből. A kísérlet során öt tinédzsernek segítettek helyreállítani a sérült csatornák épségét.

Szemek, szaruhártya, retina

A Tokiói Egyetem biológusai embrionális őssejteket ültettek be egy béka szemüregébe, amelyből eltávolították a szemgolyót. Aztán a szemgödör megtelt egy speciális tápközeg amely táplálja a sejteket. Néhány héttel később az embrionális sejtek új szemgolyóvá nőttek. Sőt, nemcsak a szem, hanem a látás is helyreállt. Az új szemgolyó összenőtt a látóideggel és a tápláló artériákkal, teljesen felváltva a korábbi látószervet.

A svéd Sahlgrenska Akadémia tudósai először tenyésztették ki az emberi szaruhártyát őssejtekből. Ez segít elkerülni, hogy a jövőben sokáig kelljen várni a donor szaruhártyájára.

Az irvine-i Kaliforniai Egyetem kutatói Hans Keirstead vezetésével nyolcrétegű retinát növesztettek őssejtekből a laboratóriumban, ami elősegíti a transzplantációra kész retinák kifejlesztését olyan vakító állapotok kezelésére, mint a retinitis pigmentosa és a makuladegeneráció. Most állatmodelleken tesztelik egy ilyen retina átültetésének lehetőségét.

Idegszövetek

A japán kobei RIKEN Fejlődésbiológiai Központ kutatói Yoshiki Sasai vezetésével olyan technikát fejlesztettek ki, amellyel az egerekbe sikeresen beültetett őssejtekből az agyalapi mirigyet lehet növeszteni. A tudósok úgy oldották meg a kétféle szövet létrehozásának problémáját, hogy egérembrionális őssejteket olyan anyagoknak tettek ki, amelyek hasonló környezetet teremtenek, mint a fejlődő embrió agyalapi mirigye, és bőséges oxigénellátást biztosítottak a sejtek számára. Ennek eredményeként a sejtek háromdimenziós szerkezetet alkottak, amely külsőleg hasonlít az agyalapi mirigyhez, és olyan endokrin sejtek komplexét tartalmazza, amelyek agyalapi mirigy hormonokat választanak ki.

A Nyizsnyij Novgorod Állami Orvosi Akadémia Celluláris Technológiák Laboratóriumának tudósainak sikerült egy neurális hálózatot kifejleszteniük, valójában az agy egy töredékét.

Speciális mátrixokon neurális hálózatot növesztettek - sok elektróda szubsztrátot, amelyek lehetővé teszik ezen neuronok elektromos aktivitásának rögzítését a növekedés minden szakaszában.

Következtetés

A fenti publikációk áttekintése azt mutatja, hogy már jelentős eredmények születtek a növekvő szervek alkalmazása terén, nemcsak a legegyszerűbb szövetek, mint például a bőr és a csontok, hanem a meglehetősen összetett szervek, például a hólyag vagy a légcső kezelésére is. Az állatokon még bonyolultabb szervek (szív, máj, szem stb.) termesztésére szolgáló technológiákat még mindig dolgoznak ki. Amellett, hogy a transzplantációban használatosak, az ilyen szervek szolgálhatnak például olyan kísérletekhez, amelyek helyettesítenek bizonyos laboratóriumi állatokon végzett kísérleteket, vagy művészeti szükségletek kielégítésére (ahogyan a fent említett J. Vacanti tette). Minden évben új eredmények jelennek meg a növekvő szervek területén. A tudósok előrejelzései szerint a komplex szervek termesztésének technikájának kidolgozása és megvalósítása idő kérdése, és valószínű, hogy a következő évtizedekben a technika olyan mértékben fejlődik majd, hogy az összetett szervek termesztése széles körben használják az orvostudományban, felváltva a donorok legáltalánosabb transzplantációs módszerét.