Коли почнуть вирощувати органи. Вирощування штучних органів

Сучасна медицина може творити справжні чудеса. З кожним роком вчені знаходять нові і нові методи терапії різних патологічних станів, і особливий інтерес являють собою нові технічні досягнення. Лікарі впевнені, що незабаром їм вдасться лікувати хвороби на відстані, проходити діагностику всього організму за лічені хвилини та попереджати захворювання з використанням сучасних комп'ютерних технологій. І така начебто фантастика, як вирощування органів людини для пересадки, потроху стає реальністю.

На сьогоднішній день вчені ведуть безліч активних розробок та досліджень, які стосуються органів людського тіла. Напевно, кожен із нас чув, що у сучасному світі велика кількістьлюдей потребує пересадки органів чи тканин, і жодні обсяги донорських матеріалів що неспроможні покрити цю потребу. Тому вчені не перший рік займаються розробкою технологій, які дозволяють упоратися з такою ситуацією. І на сьогоднішній день продовжується активна розробка методу «вирощування» органів. Як вихідний матеріал при цьому використовують стовбурові клітини організму, здатні адаптуватися під особливості будь-якого органу.

Штучне вирощування органів людини

На сьогоднішній день вже винайдено кілька технологій для активного вирощування органів зі стовбурових клітин. Ще 2004 року вченим вдалося створити повністю функціональні капілярні судини. А в 2005 році були вирощені повноцінні клітини головного мозку та нервової системи. У 2006 році швейцарським медикам вдалося виростити клапани серця, а англійським - клітини тканин печінки. У тому ж році американці створили повноцінний орган – сечовий міхур, а у 2007 році було отримано рогівку ока. Ще через рік ученим вдалося виростити нове серце, використовуючи як основу каркас старого. Для такого наукового експерименту використовувалося серце дорослого щура, яке помістили в особливий розчин, який видалив з органу всі м'язові тканини. Далі отриманий каркас засіяли клітинами серцевого м'яза, отриманими від новонародженого щура. Вже за два тижні орган став здатний перекачувати кров.

На сьогодні багато медиків упевнені, що незабаром трансплантація вже не буде дорогою операцією для обраних, для отримання органу потрібна буде лише символічна плата.

Так за останні кілька років було проведено низку оперативних втручаньпо пересадці штучно вирощеної трахеї, яку були нанесені власні клітини пацієнта, виділені з кісткового мозку. Завдяки таким клітинам організм рецепієнта не відкидає пересадженого органу, він нормально приживається і сам підлаштовується під нові умови. Така операція дозволяє пацієнтам знову самостійно дихати та говорити.

Вирощування людських органів для трансплантації іншим методом

Ще одним найсучаснішим досягненнямнауки можна назвати 3d-друк органів. Подібна чудова методика здійснюється за допомогою спеціальної біохімічної машини. Найперші досліди проводилися на класичних струменевих принтерах. Вченими було з'ясовано, що клітини людського організму мають такий самий розмір, як і краплі стандартного чорнила. Якщо перевести ці дані на цифри вийде розмір 10 мікрон. А при біодруку дев'яносто відсотків клітин залишаються життєздатними.

На сьогоднішній день фахівцям вдалося надрукувати вушні раковини, серцеві клапани та судинні трубки. Крім іншого 3d-принтер дозволяє створити кісткові тканини, і навіть шкіру, придатну для подальшої пересадки.

Друк органів проводиться з допомогою спеціального фоточутливого гідрогелю, спеціального порошкового наповнювача чи рідини. Робочий матеріал подають з дозатора покапельно або постійним струменем. Так створюються м'які чи хрящові тканини. Для отримання кісткового імпланту проводять пошарове наплавлення полімерів, що мають натуральне походження.

Вирощування

Британські вчені зайнялися проблемами стоматології, точніше ортодонтії. На сьогоднішній день медики активно розробляють технологію відновлення втрачених зубів – при цьому мається на увазі, що зуб вирощуватиметься самостійно безпосередньо у ротовій порожнині пацієнта.

Спочатку стоматологи створюватимуть «зачаток зуба» - використовуючи епітелій ясен та стовбурові клітини. Така маніпуляція проводиться у пробірці. Після клітини стимулюються особливим імпульсом, який змусить їх перетворитися на потрібний тип зуба. Потім такий зачаток, перебуваючи у пробірці, формується. Лише після цього його поміщають усередину ротової порожнини. Там він імплантується та досягає потрібного розміру самостійно.

Отже, на сьогоднішній день немає жодного різновиду біологічних тканин, які не спробувала б вирощувати сучасна наука. Але, незважаючи на досягнуті успіхи, замінити штучно вирощеними аналогами поки що неможливо – це справа майбутнього.

Народні рецепти

Народні ліки допоможуть уникнути необхідності пересадки органів. Вони можуть використовуватися для лікування різних патологічних станів, у тому числі і небезпечної ниркової недостатності, яка часто вимагає трансплантації нирки.

При такому патологічному станізнахарі радять поєднати рівні частки подрібнених листочків брусниці, насіння льону, квіток календули та трави трикольорової фіалки. Пару столових ложок отриманого збору заваріть одним літром окропу. Проваріть такий засіб десять хвилин на вогні мінімальної потужності, після чого перелийте в термос на дванадцять годин. Проціджений напій приймайте по чверті-половинці склянки тричі на день приблизно за годину до трапези.

Доцільність застосування народних засобів слід обов'язково обговорити з лікарем.

Катерина, www.сайт
Google

– Шановні наші читачі! Будь ласка, виділіть знайдену помилку та натисніть Ctrl+Enter. Напишіть нам, що не так.
- Залишіть, будь ласка, свій коментар нижче! Просимо Вас! Нам важливо знати Вашу думку! Дякую! Дякуємо Вам!

Вчений-медик за роботою

Вже багато років вчені всього світу працюють над створенням працюючих тканин та органів із клітин. Найчастіше практикується вирощування нових тканин із стовбурових клітин. Ця технологія відпрацьовується вже багато років і стабільно дає успіхи. Але повністю забезпечити необхідну кількість органів поки що неможливо, тому що виростити орган для конкретного пацієнта можна тільки з його стовбурових клітин.

Вченим із Великобританії вдалося те, що досі не виходило нікому – перепрограмувати кліті та виростити з них діючий орган. Це дозволить у найближчому майбутньому забезпечити органами для пересадки всіх, кому це буде необхідно.

Вирощування органів із стовбурових клітин

Вирощування органів із стовбурових клітин знайоме медикам вже давно. Стовбурові клітини є прародицями всіх клітин організму. Вони можуть замінити собою будь-які пошкоджені клітини та призначаються для відновлення організму. Максимальна кількість цих клітин буває у дітей після народження, а з віком їх кількістю знижується. Тому поступово можливості організму до самовідновлення знижуються.

У світі створено вже чимало повноцінно функціонуючих органів із стовбурових клітин, наприклад, у 2004-му в Японії створили з них капіляри та кровоносні судини. А 2005-го американським ученим вдалося створити клітини головного мозку. 2006-го у Швейцарії було створено клапани людського серцяіз стовбурових клітин. Того ж 2006-го у Британії створили тканини печінки. До сьогодні вчені мали справу практично з усіма тканинами організму, вирощували навіть зуби.

Дуже цікавий експеримент було проведено у США – там виростили нове серце на каркасі від старого.Донорське серце очистили від м'язів та наростили нові м'язи зі стовбурових клітин. Це виключається можливість відторгнення донорського органу, оскільки він стає «своїм». До речі, є припущення, що як каркас, можна буде використовувати серце свині, яке анатомічно дуже схоже на людське.

Новий спосіб вирощування органів для пересадки (Відео)

Головний недолік існуючого методу вирощування органів – необхідність їх виробництва власних стовбурових клітин пацієнта. Далеко не в кожного пацієнта можна забрати стовбурові клітини і тим більше не всі готові заморожені клітини. Але нещодавно дослідникам з Едінбургського університету вдалося перепрограмувати клітини організму таким чином, щоб вони дозволяли вирощувати з них необхідні органи. За прогнозами, широке застосування даної технології стане можливим приблизно через 10 років.

Можливість виростити людський орган у пробірці і пересадити його людині, яка потребує пересадки, — мрія трансплантологів. Вчені по всьому світу працюють над цим і вже навчилися робити тканини, невеликі копії органів, що працюють, і до повноцінних запасних очей, легень і нирок нам насправді залишилося зовсім небагато. Поки що органели використовуються переважно в наукових цілях, їх вирощують, щоб зрозуміти, як працюють органи, як розвиваються хвороби. Але від цього до трансплантації лише кілька кроків. МедНовини зібрали відомості про найперспективніші проекти.

Легкі. Вчені з Техаського університету виростили легені людини у біореакторі. Щоправда, без кровоносних судин такі легені нефункціональні. Однак команда вчених з Медичного центру Колумбійського університету (Columbia University Medical Center, New York) нещодавно вперше у світі отримали функціональну легеню з перфузованою та здоровою судинною системою у гризунів ex vivo.

Тканини серцевого м'яза. Біоінженерам з університету Мічигана вдалося виростити у пробірці шматок м'язової тканини. Щоправда, повноцінно серце з такої тканини поки працювати не зможе, вона вдвічі слабша за оригінал. Проте поки що це найсильніший зразок серцевої тканини.

Кістки. Ізраїльська біотехнологічна компанія Bonus BioGroup використовує тривимірні скани для створення гелеподібного каркасу кістки перед сівбою стовбуровими клітинами, взятими з жиру. Кістки, що вийшли в результаті, успішно пересадили гризунам. Вже плануються експерименти щодо вирощування людських кісток за цією ж технологією.

Тканини шлунка. Вченим під керівництвом Джеймса Уеллса з Дитячого медичного клінічного центру в Цинциннаті (Огайо) вдалося виростити «в пробірці» тривимірні структури людського шлунка за допомогою ембріональних стовбурових клітин та з плюрипотентних клітин дорослої людини, перепрограмованих на стовбурові. Ці структури виявилися здатними виробляти всі необхідні людині кислоти та травні ферменти.

Японські вчені виростили око у чашці Петрі. Штучно вирощене око містило основні шари сітківки: пігментний епітелій, фоторецептори, гангліонарні клітини та інші. Трансплантувати його цілком поки що немає можливості, а ось пересадка тканин — досить перспективний напрямок. Як вихідний матеріал були використані ембріональні стовбурові клітини.

Вчені з корпорації Genentech виростили простату з однієї клітини. Молекулярним біологам із Каліфорнії вдалося виростити цілий орган із єдиної клітини.
Вченим вдалося знайти єдину потужну стовбурову клітину в простатичній тканині, яка здатна вирости в орган. Таких клітин виявилося трохи менше 1% від загальної кількості. У дослідженні 97 мишам трансплантували таку клітину під нирку і 14 з них виросла повноцінна простата, здатна нормально функціонувати. Таку саму популяцію клітин біологи знайшли й у простаті людини, щоправда, у концентрації лише 0,2%.

Серцеві клапани. Швейцарські вчені доктор Саймон Хоєрстрап (Simon Hoerstrup) та Дорта Шмідт (Dorthe Schmidt) з університету Цюріха (University of Zurich) змогли виростити людські серцеві клапани, скориставшись стовбуровими клітинами, взятими з навколоплідної рідини. Тепер медики зможуть вирощувати клапани серця спеціально для дитини, яка не народилася ще, якщо у неї ще в зародковому стані виявляться дефекти серця.

Вушна раковина. Використовуючи стовбурові клітини, вчені виростили. Експеримент був проведений дослідниками з Університету Токіо (University of Tokyo) та Університету Кіото (Kyoto University) під керівництвом Томаса Сервантеса (Thomas Cervantes).

Шкіра.Вчені з Цюріхського університету (Швейцарія) та університетської дитячої лікарні цього міста вперше зуміли виростити в лабораторії людську шкіру, пронизану кровоносними та лімфатичними судинами. Отриманий шкірний клапоть здатний майже повністю виконувати функцію здорової шкірипри опіках, хірургічних дефектах чи шкірних хворобах.

Підшлункова залоза. Вчені вперше створили , здатні виробляти інсулін. Ще одна спроба вилікувати діабет І типу.

Нирки. Вчені з австралійського університету Квінсленду навчилися вирощувати штучні бруньки зі стовбурових клітин шкіри. Поки що це лише невеликі органоїди розміром 1 см, але за влаштуванням та функціонуванням вони практично ідентичні ниркам дорослої людини.

Багато хвороб, у тому числі загрозливі для життя людини, пов'язані з порушеннями в діяльності конкретного органу (наприклад, ниркова недостатність, серцева недостатність, цукровий діабет та ін.). Далеко не завжди ці порушення можна виправити за допомогою традиційних фармакологічних або хірургічних впливів.

У цій статті наводиться інформація про існуючі досягнення у вирощуванні біологічних органів.

Існує ряд альтернативних способів того, як відновити функції органів пацієнтам у разі серйозного ураження:

Стимуляція процесів регенерації у організмі. Крім фармакологічних впливів у практиці застосовується процедура введення в організм стовбурових клітин, які мають здатність до перетворення на повноцінні функціональні клітини організму. Вже отримані позитивні результати при лікуванні за допомогою стовбурових клітин різних захворювань, у тому числі, найбільш поширених в суспільстві захворювань, таких, як інфаркти, інсульти, нейродегенеративні захворювання, діабет та інші. Однак ясно, що такий спосіб лікування застосовується лише для усунення щодо невеликих ушкоджень органів.
Поповнення функцій органів за допомогою апаратів небіологічного походження. Це можуть бути великих розмірів апарати, до яких хворі підключаються певний час (наприклад, апарати для гемодіалізу при нирковій недостатності). Також є моделі пристроїв, що носяться, або пристроїв, що імплантуються всередину організму (існують варіанти зробити це, залишивши власний орган пацієнта, однак, іноді його видаляють, і апарат повністю бере на себе його функції, як у разі використання штучного серця AbioCor). Подібні пристрої в ряді випадків використовують на час очікування появи необхідного донорського органу. Поки що біологічні аналоги значно поступаються досконалим природним органам.
Використання донорських органів. Донорські органи, які пересаджуються від однієї людини до іншої, вже широко і часом успішно застосовуються в клінічній практиці. Однак цей напрям стикається з низкою проблем, таких, як серйозний дефіцит донорських органів, проблема реакції відторгнення чужого органу імунною системою та ін. практику не впроваджено. Однак ведуться дослідження з метою підвищення ефективності ксенотрансплантації, наприклад, за допомогою генетичної модифікації.
Вирощування органів. Органи можуть вирощуватись штучно як у тілі людини, так і поза організмом. У ряді випадків є можливість вирощувати орган із клітин тієї людини, якій її збираються трансплантувати. Розроблено низку методів вирощування біологічних органів, наприклад, за допомогою спеціальних приладів, що працюють за принципом 3D принтера. До розглянутого напрямку можна віднести пропозицію про можливість вирощування, для заміни пошкодженого тіла людини з мозком, що зберігся, самостійно організму, що розвивається, Клону - "Рослини" (з відключеною здатністю мислити).
Серед чотирьох варіантів вирішення проблеми недостатності функцій органів саме їх вирощування може бути найбільш природним для організму способом відновлення при великих пошкодженнях.

Досягнення та перспективи у вирощуванні окремих органів для потреб медицини

Вирощування тканин

Вирощування простих тканин - вже існуюча технологія, що використовується в практиці.

Шкіра

Відновлення пошкоджених ділянок шкіри є частиною клінічної практики. У ряді випадків використовуються методи регенерації шкіри самої людини, наприклад, постраждалої від опіку за допомогою спеціальних впливів. Це, наприклад, розроблений Р.Р. Рахматуліним біопластичний матеріал гіаматрікс, або біокол, розроблений колективом під керівництвом Б.К. Гаврилюка. Для вирощування шкіри на місці опіку також використовуються спеціальні гідрогелі.

Також розвиваються методи роздруківки фрагментів тканини шкіри за допомогою спеціальних принтерів. Створенням таких технологій займаються, наприклад, розробники з американських центрів регенераційної медицини AFIRM та WFIRM.

Доктор Герлах (Jorg Gerlach) з колегами з Інституту регенеративної медицини при Університеті Пітсбурга винайшли пристрій для пересадки шкіри, який допоможе людям швидше вилікуватися від опіків різного ступеня тяжкості. Skin Gun розпорошує на пошкоджену шкіру потерпілого розчин із його ж стовбуровими клітинами. На даний момент новий методлікування знаходиться на експериментальній стадії, але результати вже вражають: важкі опіки гояться буквально за пару днів.

Кістки

Група співробітників Колумбійського університету під керівництвом Гордани Вуньяк-Новакович (Gordana Vunjak-Novakovic) отримала зі стовбурових клітин, засіяних на каркас, фрагмент кістки, аналогічний до частини скронево-нижньощелепного суглоба.

Вчені ізраїльської компанії Bonus Biogroup (засновник та виконавчий директор - Пай Мерецький, Shai Meretzki) розробляють методи вирощування людської кістки з жирової тканини пацієнта, отриманої за допомогою ліпосакції. Вирощену таким чином кістку вдалося успішно пересадити в лапу щура.

Зуби

Італійським ученим з University of Udine вдалося показати, що отримана з єдиної клітини жирової тканини популяція мезенхімальних стовбурових клітин invitro навіть за відсутності специфічного структурного матриксу або підкладки може бути диференційована в структуру, що нагадує зубний зачаток.

У Токійському університеті вчені виростили зі стовбурових клітин мишей повноцінні зуби, що мають зубні кістки та сполучні волокна, та успішно трансплантували їх у щелепи тварин.

Хрящі

Фахівцям з Медичного центру Колумбійського університету (Columbia University Medical Center) під керівництвом Джеремі Мао вдалося домогтися відновлення суглобових хрящівкролів.

Спочатку дослідники видалили тваринам хрящову тканину плечового суглоба, а також шар кісткової тканини, що знаходиться під нею. Потім на місце віддалених тканин їм було вміщено колагенові каркаси.

У тих тварин, у яких каркаси містили трансформуючий фактор росту – білок, який контролює диференціювання та зростання клітин, знову сформувалася кісткова та хрящова тканина на плечових кістках, а рухи у суглобі повністю відновилися.

Групі американських учених з The University of Texasat Austin вдалося просунутися у створенні хрящової тканини з механічними властивостями і складом позаклітинного матриксу, що змінюються в різних ділянках.

У 1997 році, Хірургу Джею Ваканті (Jay Vscanti) з Головної лікарні Массачусетса в Бостоні вдалося на спині у миші людське вухо, використовуючи клітини хряща.

Медики Університету Джона Хопкінса видалили уражене пухлиною вухо і частину черепної кістки у 42-річної жінки, яка страждає на рак. Використовуючи хрящову тканину з грудної клітки, шкіру та судини з інших частин тіла пацієнтки, вони виростили їй штучне вухо на руці і потім пересадили у потрібне місце.

Судини

Дослідники з групи професора Ін Чжен (Ying Zheng) виростили у лабораторії повноцінні судини, навчившись керувати їх зростанням та формувати з них складні структури. Судини формують розгалуження, нормальним чином реагують на речовини, що звужують, транспортуючи кров навіть через гострі кути.

Вчені на чолі із завідувачем кафедри в Університеті Райса Дженніфер Вест (Jennifer West) та молекулярним фізіологом з Медичного коледжу Бейлора (Baylor College of Medicine - BCM) Мері Дікінсон (Mary Dickinson) знайшли свій спосіб вирощувати кровоносні сосуди. як базовий матеріал поліетиленгліколю (PEG) - нетоксичного пластику. Вчені модифікували PEG, імітуючи екстрацелюлярний матрикс організму.

Потім вони поєднали його з двома видами клітин, необхідними для утворення кровоносних судин. Використовуючи світло, що перетворює полімерні нитки PEG на тривимірний гель, вони отримали м'який гідрогель, що містить живі клітини і ростові фактори. В результаті вчені змогли спостерігати, як клітини повільно утворюють капіляри у всій масі гелю.

Щоб протестувати нові мережі кровоносних судин, вчені імплантували гідрогелі в рогівку мишей, де відсутнє природне кровопостачання. Введення барвника в кров тварин підтвердило існування нормального кровотоку в капілярах, що знову утворилися.

Шведські лікарі з університету Готенбурга під керівництвом професора Сухітри Сумітран-Хольгешон (Suchitra Sumitran-Holgersson) вперше у світі провели операцію з пересадки вени, вирощеної зі стовбурових клітин пацієнта.

Ділянка клубової вени довжиною близько 9 сантиметрів, отримана від померлого донора, була очищена від донорських клітин. Всередину білкового каркасу, що залишився, помістили стовбурові клітини дівчинки. Через два тижні була проведена операція з пересадки вени з гладкою мускулатурою і ендотелією, що виросла в ній.

Пройшло більше року з моменту операції, антитіл до трансплантату в крові пацієнтки не було виявлено і самопочуття дитини покращилося.

М'язи

Співробітники Вустерського політехнічного інституту (США) успішно ліквідували велику рану в м'язовій тканині у мишей шляхом вирощування і вживлення мікрофіт, що складаються з білкового полімеру фібрину, покритих шаром людських м'язових клітин.

Ізраїльські вчені з Technion-Israel Institute of Technology досліджують необхідний ступіньваскуляризації та організації тканини invitro, що дозволяє покращити приживаність та інтеграцію тканинно-інженерного васкуляризованого м'язового імпланту в організмі реципієнта.

Кров

Дослідники з Університету П'єра та Марії Кюрі в Парижі під керівництвом Люка Дуая (Luc Douay) вперше у світовій практиці успішно випробували на людях-добровольцях штучну кров, вирощену зі стовбурових клітин.

Кожен із учасників експерименту отримав по 10 мільярдів еритроцитів, що еквівалентно приблизно двом мілілітрам крові. Рівень виживання отриманих клітин виявився порівнянним з аналогічними показниками звичайних еритроцитів.

Кістковий мозок

Штучний кістковий мозок, призначений для виробництва клітин крові in vitro, вперше успішно був створений дослідниками в лабораторії хімічної інженерії Мічиганського Університету (University of Michigan) під керівництвом Миколи Котова (Nicholas Kotov). З його допомогою вже можна отримувати гемопоетичні стовбурові клітини та В-лімфоцити – клітини імунної системи, що продукують антитіла.

Вирощування складних органів

Сечовий міхур

Доктор Ентоні Атала (Anthony Atala) та його колеги з американського університету Вейк Форест (Wake Forest University) займаються вирощуванням сечових бульбашок із власних клітин пацієнтів та їх трансплантацією пацієнтам. Вони відібрали кількох пацієнтів та взяли у них біопсію міхура – ​​зразки м'язових волокон та уротеліальних клітин. Ці клітини розмножувалися сім-вісім тижнів у чашках Петрі на підставі, що має форму міхура. Потім вирощені в такий спосіб органи були вшиті в організми пацієнтів. Спостереження за пацієнтами протягом декількох років показали, що органи функціонували благополучно, без негативних ефектів, характерних для більш старих методів лікування. Фактично це перший випадок, коли досить складний орган, а не прості тканини, такі як шкіра та кістки, був штучно вирощений in vitro і пересаджений у людський організм. Також цей колектив розробляє методи вирощування інших тканин та органів.

Трахея

Іспанські хірурги провели першу у світі трансплантацію трахеї, вирощеної зі стовбурових клітин пацієнтки – 30-річної Клаудії Кастільо (Claudia Castillo). Орган був вирощений в університеті Брістоля (University of Bristol) на основі донорського каркасу з колагенових волокон. Операцію провів професор Паоло Маккіаріні (Paolo Macchiarini) зі шпиталю Барселони (Hospital Clínic de Barcelona).

Професор МакКіаріні активно співпрацює з Російськими дослідниками, що дозволило зробити перші операції з пересадки вирощеної трахеї в Росії.

Нирки

Компанія Advanced Cell Technology 2002 р. повідомила про успішне вирощування повноцінної нирки з однієї клітини, взятої з вуха корови з використанням технології клонування для отримання стовбурових клітин. Застосовуючи спеціальну речовину, стовбурові клітини перетворили на ниркові.

Тканина виростили на каркасі з матеріалу, що само руйнується, створеного в Гарвардській медичній школі і має форму звичайної нирки.

Отримані в результаті нирки близько 5 см завдовжки були імплантовані корові поруч із основними органами. В результаті штучна нирка успішно почала виробляти сечу.

Печінка

Американські фахівці з Массачусетської лікарні загального профілю (Massachusetts General Hospital) під керівництвом Коркута Югуна (Korkut Uygun) успішно пересадили кільком щурам печінку, вирощену в лабораторії з їхніх власних клітин.

Дослідники видалили печінки у п'яти лабораторних щурів, очистили їх від клітин господаря, отримавши таким чином сполучнотканинні каркаси органів. Потім кожен з п'яти отриманих каркасів дослідники ввели приблизно по 50 мільйонів клітин печінки, взятих у щурів-реципієнтів. Протягом двох тижнів на кожному із заселених клітинами каркасів сформувалася печінка, що повністю функціонувала. Після чого вирощені в лабораторії органи успішно пересадили п'ятьох щурів.

Серце

Вчені з британського госпіталю Хеафілд під керівництвом Мегді Якуба вперше в історії виростили частину серця, використавши як "будівельний матеріал" стовбурові клітини. Лікарі виростили тканину, яка працювала точно як серцеві клапани, відповідальні за кровотік в організмі людей.

Вчені з University of Rostock (Німеччина) використовували технологію лазерного переносу-друку клітин (Laser-Induced-Forward-Transfer (LIFT) cellprinting) для виготовлення "латки", призначеної для регенерації серця.

Легкі

Американські вчені з Єльського університету (Yale University) під керівництвом Лаури Нікласон (Laura Niklason) виростили в лабораторії легкі (на позаклітинному донорському матриксі).

Матрікс був заповнений клітинами епітелію легень та внутрішньої оболонки кровоносних судин, взятих у інших особин. За допомогою культивації в біореакторі дослідникам вдалося виростити нові легені, які потім пересадили кільком щурам.

Орган нормально функціонував у різних особин від 45 хвилин до двох годин після трансплантації. Однак після цього в судинах легень почали утворюватися тромби. Крім того, дослідники зафіксували витік невеликої кількості крові у просвіт органу. Проте дослідникам вперше вдалося продемонструвати потенціал регенеративної медицини для трансплантації легень.

Кишечник

Групі японських дослідників з Медичного університету Нара (Nara Medical University) під керівництвом Есіюкі Накадзіми (Yoshiyuki Nakajima) вдалося створити фрагмент кишечника миші з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин.

Його функціональні особливості, структура м'язів, нервових клітин відповідають звичайному кишечнику. Наприклад, він міг скорочуватися для переміщення їжі.

Підшлункова залоза

Дослідники ізраїльського інституту Technion, які працюють під керівництвом професора Шуламіт Левенберг (Shulamit Levenberg), розробили метод вирощування тканини підшлункової залози, що містить секреторні клітини, оточені тривимірною мережею кровоносних судин.

Трансплантація такої тканини мишам із діабетом призводила до значного зниження рівнів глюкози у крові тварин.

Тимус

Вчені з University of Connecticut Health Center (США) розробили метод спрямованої диференціювання invitro мишачих ембріональних стовбурових клітин (ЕСК) у клітини-попередники епітелію тимусу (ПЕТ), які invivo диференціювалися у клітини тимусу, і відновлювали його нормальну будову.

Передміхурова залоза

Вчені Пру Кауїн, професор Гейл Рісбріджер і доктор Ренія Тейлор з Мельбурнського інституту медичних досліджень Monash стали першими, кому за допомогою стовбурових ембріональних клітин вдалося виростити людську простату в тілі миші.

Яєчник

Групі фахівців під керівництвом Сандри Карсон з університету Брауна вдалося виростити перші яйцеклітини в органі, створеному в лабораторії: пройдено шлях від стадії «молодої граафової бульбашки» до повного дорослішання.

Пеніс, уретра

Дослідникам з Інституту регенеративної медицини Уейк-Фореста (Північна Кароліна, США) під керівництвом Ентоні Атала (Anthony Atala) вдалося виростити та успішно пересадити пеніси кроликам. Після операції функції пенісів відновилися, кролики запліднили самок, у них народилося потомство.

Вчені з Університету Уейк-Форест в Уїнстон-Сейлемі, штат Північна Кароліна, виростили сечівники з власних тканин хворих. В експерименті вони допомогли п'ятьом підліткам відновити цілісність пошкоджених каналів.

Очі, рогівки, сітківки

Біологи з Токійського університету імплантували в очницю жаби, з якої було видалено очне яблуко, ембріональні стовбурові клітини. Потім очницю заповнили спеціальною живильним середовищем, що забезпечувала живлення клітин. За кілька тижнів ембріональні клітини переросли у нове око яблуко. Причому відновилося не лише око, а й зір. Нове очне яблуко зрослося з зоровим нервом і артеріями, що живлять, повністю замінивши колишній орган зору.

Вчення з Caлгренської Академії в Швеції (The Sahlgrenska Academy) вперше успішно культивували зі стовбурових клітин людську рогівку. Це в майбутньому допоможе уникнути тривалого очікування донорської рогівки.

Дослідники університету Каліфорнії в Ірвіні, що працюють під керівництвом Ганса Кайрштеда (Hans Keirstead), виростили зі стовбурових клітин у лабораторних умовах восьмишарову сітківку, що допоможе у розробці готових до трансплантації сітківок для лікування таких ведучих до сліпоті захворювань, як пігментний ретин. Наразі вони перевіряють можливість трансплантації такої сітківки на тваринних моделях.

Нервові тканини

Дослідники Центру біології розвитку RIKEN, Кобе, Японія під керівництвом Йошикі Сасаї розробили методику вирощування гіпофізу зі стовбурових клітин, який успішно імплантували мишам. Проблему створення двох типів тканин вчені вирішили впливаючи на мишачі ембріональні стовбурові клітини речовинами, що створюють середовище, схоже на ту, в якій формується гіпофіз ембріона, що розвивається, і забезпечили рясне постачання клітин киснем. В результаті клітини сформували тривимірну структуру, зовні подібну до гіпофіза, що містить комплекс ендокринних клітин, секретують гіпофізарні гормони.

Вчені лабораторії клітинних технологій Нижегородської державної медичної академії зуміли виростити нейронну мережу, власне фрагмент мозку.

Виростили вони нейронну мережу на спеціальних матрицях – багато електродних підкладок, які дозволяють знімати електричну активність цих нейронів на всіх етапах зростання.

Висновок

Наведений огляд публікацій показує, що вже є суттєві досягнення у використанні вирощування органів для лікування людей не тільки найпростіших тканин, таких як шкіра та кістки, але й досить складних органів, таких як сечовий міхур, або трахея. Технології вирощування ще складніших органів (серце, печінка, очей та інших.) поки що відпрацьовуються на тварин. Крім застосування в трансплантології, такі органи можуть послужити, наприклад, для експериментів, що замінюють деякі експерименти на лабораторних тварин, або для потреб мистецтва (як це зробив вищезгаданий Дж. Ваканті). Щорічно у галузі вирощування органів з'являються нові результати. За прогнозами вчених розробка та впровадження техніки вирощування складних органів - питання часу і велика ймовірність, що вже в найближчі десятиліття техніка буде відпрацьована настільки, що вирощування складних органів широко використовуватиметься в медицині, витіснивши найпоширеніший метод трансплантації від донорів.