Прошедший год можно без преувеличения именовать годом регенеративной медицины. Ученые больше осваивают манипуляции со стволовыми клеточками и используют этот опыт для реконструкции тканей и органов. Впечатляют также успехи в восстановлении зрения.

Победа над слепотой

Две группы исследовательских работ, применив различные подходы, достигнули 1-го результата – возвратили зрительную функцию глазу с дистрофией сетчатки. Ученые из Тюбингенского института (Германия) сделали микрочип, который имплантируют под сетчатку. Микрочип имеет размеры приблизительно 3 на 3 мм и состоит из 1500 активных светодиодов, любой из которых имеет собственный свой стимулирующий электрод. Прибор испытали на 11 добровольцах с бесспорной потерей зрения. После вживления микрочипа некоторые пациенты смогли различить и обрисовать предметы. Пока чип нужно изменять каждые три месяца, но ученые работают над созданием всегда действующего прибора.

Нейробиологи из Корнельского мед института в Нью-Йорке сделали молекулярный протез сетчатки глаза. Правда, пока он испытан лишь на мышах с модельной слепотой. Для этого сделали трансгенную мышь, в оптические нейроны (ганглиозные клеточки) которой ввели светочувствительный белок из сине-зеленых водных растений. Таким методом ученые принудили нейроны принимать информацию без посредников – без палочек и колбочек сетчатки. После такой манипуляции мыши прозрели, они смогли различать очертания недвижных и передвигающихся предметов. Создатели методики считают, что если вынудить работать ген светочувствительного белка в нейронах людского глаза, можно возвратить людям зрение.

Получение стволовых клеток

Со стволовыми клеточками связано будущее регенеративной медицины, в связи с этим очень животрепещущ вопрос о возможных источниках этих клеток. В лабораториях мира ученые отыскивают возможности поменять эмбриональные стволовые клеточки (ЭСК) на другие клеточки, чтоб уменьшить риск развития раковой опухоли и обойти этические сложности. Клеточки взрослого организма, которым методом манипуляций возвращают способность развиваться по различным путям – плюрипотентность, называют индуцированными плюрипотпентными клеточками (ИПК). Команда мед факультета Гарвардского института в первый раз получила ИПК из клеток периферической крови.

Они стали вести себя как эмбриональные клеточки, получив неограниченные возможности дифференцировки. Метод завлекает простотой получения стволовых клеток – не нужно брать никакой биопсии, только кровь.

Но можно еще проще – перепрограммировать спец клеточки тканей взрослого организма, направив дифференцировку по иному пути, не возвращая их в исходную стадию плюрипотентности. Такую операцию с фибробластами сделали ученые из Макмастерского института в Канаде. Методом лабораторных манипуляций они получили из фибробластов эритроциты и другие клеточки крови.

Схожее перевоплощение с сердечными клеточками сделали и специалисты Калифорнийского института. Они удачно перепрограммировали сердечные фибробласты, получив из их клеточки сердечной мускулы – кардиомиоциты. Так же, как и в предшествующей работе, им удалось миновать стадию плюрипотентности. Ученые выделили белки, ответственные за перевоплощение и испытали методику на мышиных сердцах. Применение фибробластов как источника для кардиомиоцитов позволит вылечить повреждения сердечной мускулы при инфарктах и других патологиях.

Выращивание клеток и органов

Нейробиологам из Института окрестность Колумбия удалось вырастить дееспособные двигательные нейроны из эмбриональных стволовых клеток цыпленка. Приобретенные «в пробирке» нейроны цыпленка ученые пересадили в спинной мозг мышиных зародышей. В спинном мозге нейроны без помощи других отыскали нужное место. Такие суррогатные нейроны, ждут ученые, можно будет использовать для исцеления параличей.

Сотрудникам мед центра детского лазарета в Цинциннати удалось искусственно вырастить из человечьих плюрипотентных стволовых клеток целый кишечный тракт. Для этого клеточки обработали белками – факторами роста, чтоб сымитировать развитие кишечного тракта в зародыше. В чашечке Петри стволовые клеточки сформировали ткань, по трехмерной архитектуре и клеточному составу схожую с тканью кишечного тракта. Клеточки искусственного кишечного тракта обладали поглощающими и секреторными качествами. Ученые уповают, что возможность получать ткань кишечного тракта из стволовых клеток поможет нездоровым с некрозным энтероколитом, воспалительными заболеваниями и синдромом недлинного кишечного тракта.

А исследователи из мед центра Джорджтаунского института предложили метод выращивания производящих инсулин клеток поджелудочной железы из стволовых клеток семенников. В лабораторных условиях ученым удалось вынудить предшественники сперматозоидов человека дифференцироваться в бета-клетки островков поджелудочной железы. Для этого сперматогонии не нуждались в генном модифицировании, а исключительно в обработке факторами роста и дифференцировки. Пересаженные мышам с моделью диабета, они стали производить инсулин и снизили уровень глюкозы в крови животных. Таким методом нездоровым диабетом I типа можно будет восполнить недочет инсулина, используя резервы собственного организма (правда, только мужикам).

Трансплантация искусственного органа

В Научном центре сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН в первый раз в Рф выполнена пересадка искусственного сердца. Пациентка 60 лет мачалась тяжкой патологией сердца, без пересадки она бы погибла. Операцию провел кардиохирург Лео Бокерия. Она прошла удачно, после операции женщина ощущает себя отлично, искусственное сердечко работает нормально. Аппарат иностранного производства обладает только одним недочетом – элемент питания весом 10 кг находится снаружи и его нужно заряжать каждые 12 часов. По данным профессионалов Бакулевского центра, на сегодняшний день в пересадке сердца нуждается приблизительно 1,5 тыщ обитателей Рф.

Реконструкция органов

В прошедшем году мы узнали про уникальную технологию реконструкции трахеи, которую разработал хирург, управляющий поликлиники Института Барселоны Паоло Маккиарини. На первом шаге он выполнил пациентке трансплантацию трахеи, которую вырастили в биореакторе с внедрением каркаса от погибшего донора и собственных стволовых клеток пациентки. На втором шаге развития технологии Маккиарини отказался от биореактора и стал использовать для этой цели собственное человеческое тело.

При этом донорский каркас трахеи очищают от клеток, заполняют недифференцированными клеточками костного мозга пациента, обрабатывают факторами роста и дифференцировки и помещают в организм заместо покоробленного органа. Внутри тела стволовые клеточки образуют клеточки дыхательного эпителия, после этого трахея начинает работать.

В Европе за три года проведены девять таких операций. Доктор Маккиарини представил свою методику в нашей стране и организовал стажировку русских докторов в Италии. И вот итог – 7 декабря 2010 года операция удачно проведена в Рф, в РНЦ хирургии имени академика Б.В.Петровского РАМН. Пациентке 25 лет, у нее тяжелое поражение трахеи после травмы. Женщина мачалась от сильной дыхательной дефицитности. И как раз этой пациентке подфартило: ей сделали операцию по описанной технологии.

Трахею из донорского каркаса с добавлением клеток костного мозга пациентки доктора пересадили в процессе шестичасовой операции. Уже через две недели женщина могла нормально дышать, инициативно двигаться и говорить. Это пример регенеративной медицины, цель которой – реконструировать орган с внедрением резервов собственного организма. На очереди у докторов РНЦ хирургии еще четыре пациента, которым требуется такая операция.

Не считая достижений в области медицины, к итогам 2010 года стоит отнести предложенный Минздравом проект федерального закона «О клеточных биомедицинских технологиях». Законопроект вызвал плохую оценку медиков и исследователей, работающих в области клеточных технологий, также управляющих отделений РАН и РАМН. По общему мнению, если этот закон будет принят в этой форме, он очень отодвинет Россию в одном из самых многообещающих направлений медицины.