5 апреля 2020, воскресенье, 10:52
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Как вырастить кровеносный сосуд

Robert Emilsson

Группа ученых из шведского Гетеборга опубликовала статью, в которой рассказывается, как им удалось вырастить и трансплантировать двум пациентам новый кровеносный сосуд, используя донорский сосуд и 25 миллилитров крови реципиента. Ну и немного лабораторных реактивов.

Плохое состояние сосудов и недостаточное кровоснабжение оказываются причиной или заметно снижающим качество жизни следствием при многих патологиях.

Во-первых, сужение просвета коронарных (снабжающих кровью сердце) сосудов приводит к сердечной недостаточности, стенокардии и т.п. Попадание или образование в них тромба и вовсе влечет инфаркт миокарда. Сейчас для улучшения коронарного кровоснабжения применяются аорто-коронарное шунтирование и стентирование. Аорто-коронарное шунтирование в 2011 году оказалось самой частой операцией, проводимой в США (1,4% от общего числа). При шунтировании откуда-нибудь, как правило, из ноги, вырезается фрагмент вены, имеющей дублеров, и пришивается одним концом к аорте, а другим – к коронарным сосудам ниже того места, где в них образовалась непроходимость. После этого часть обогащенной кислородом крови, попадающей из сердца в аорту, будет сразу попадать в коронарные сосуды и питать сердечную мышцу. Стентирование – это манипуляция, при которой в просвет сужающегося сосуда вводится полый цилиндр-расширитель, который не дет сосуду сузиться окончательно. В отличие от аорто-коронарного шунтирования – сложной полостной операции на открытом сердце со всеми ее рисками и трудностью последующего восстановления, стент устанавливается через бедренную артерию, и пациенту даже не обязательно давать наркоз.

Другая болезнь, связанная с недостаточностью кровоснабжения – сахарный диабет. При диабетической ангиопатии сосуды делаются более ломкими, повышается вероятность атеросклероза и тромбоза. Ухудшается кровоснабжение. Все это особенно характерно для мелких сосудов нижних конечностей. В сочетании с другими проявлениями диабета это приводит к развитию синдрома так называемой диабетической стопы, часто заканчивающегося ампутацией.

В целом, для стареющего и полнеющего населения развитых стран проблемы плохого кровоснабжения очень актуальны по самым разным причинам.

В работе, о которой идет речь у нас, протезировали воротную вену печени. Воротная вена – это не вена в прямом смысле слова, кровь по ней не идет к сердцу. Воротная вена собирает кровь, идущую от органов желудочно-кишечного тракта и селезенки, и направляет ее в печень. В некоторых случаях из-за тромбоза или аномалий развития воротная вена может оказаться непроходимой или просто отсутствовать.

Пациенты, участвовавшие в исследовании, попадали в больницу с жалобами на усталость, боль в животе. Обе девочки (одна четырех, другая полутора лет) отставали в росте и наборе веса. У одной из них болезненные ощущения были явно связаны с приемом пищи. При анализе крови обнаруживались анемия, тромбоцитопения, нейтропения, но диагноз оказался не гематологическим. Компьютерная томография показала у обеих девочек отсутствие воротной вены.

Иногда в таких случаях новую вену делают из пуповинной артерии. Пуповинная артерия во время внутриутробного развития соединяет организм ребенка с организмом матери, после рождения она становится ненужной и постепенно редуцируется, ее просвет зарастает. В некоторых случаях ее остатки можно использовать для протезирования воротной вены, но в данном случае от пуповинных артерий ничего не осталось. Также можно пытаться трансплантировать донорские сосуды, а в редких тяжелых случаях и печень целиком, но это будет означать риск отторжения и пожизненный прием иммуносупрессивных препаратов.

Поскольку эти варианты не исчерпывают всех случаев патологии, стали разрабатываться методики изготовления искусственных персонализированных сосудов. На ранних этапах развития технологии пытались использовать трубки из неорганических материалов, заселяя их внутри клетками или ожидая, пока сосудистый эндотелий в местах контакта прорастет в искусственный сосуд. Этот подход не увенчался успехом.

В предыдущей своей работе авторы предложили более перспективный подход. Пересадить донорский сосуд нельзя – он вызовет иммунный ответ. Сделать новый сосуд из клеток в пробирке тоже нельзя – клетки так просто не уговорить сформировать трехмерную структуру сосуда или любого другого органа. Но в последние годы активно исследуется новый подход, заключающийся в использовании бесклеточного матрикса. Мы раньше писали о сердечном клапане и упоминали мышиную почку, созданные таким образом. Специальными растворами из донорской ткани или органа вымываются клетки, и разрушается вся ДНК. Остается только трехмерный каркас из межклеточного вещества. Этот каркас заселяется новыми клетками. Такая конструкция не должна вызывать иммунного ответа, потому что содержит только клетки реципиента.

В первом эксперименте каркас будущей воротной вены заселялся с помощью стволовых клеток из костного мозга. Они могут дифференцироваться и мышечные клетки сосудов, и в эндотелиальные клетки, выстилающие сосуд изнутри. У такого подхода есть минусы. Во-первых, пункция костного мозга болезненная процедура. Во-вторых, стволовые клетки надо долго размножать в культуре. Это требует времени и повышает риск генетических аберраций. В-третьих, среди стволовых клеток могут остаться не до конца дифференцированные. Их трансплантация сопряжена с минимальным, но все же риском образования опухоли.

Авторы работы обнаружили, что без стволовых клеток можно обойтись. Циркулирующая кровь несет в себе достаточное количество эндотелиальных клеток, и 25 миллилитров хватило для первичного заселения сосудов. Сосуды были трансплантированы двум пациенткам, и еще одной пациентке ранее был трансплантирован сосуд, заселенный клетками, полученными из стволовых.

Только в одном из трех случаев возникли осложнения, у одной из девочек в новом сосуде образовался тромб. Операцию пришлось повторить.

К настоящему моменту после вмешательства прошло более полутора лет. Кровоток восстановился, самочувствие по оценкам родителей и объективным показателям улучшилось. Эксперимент можно признать вполне успешным.

Кровеносный сосуд и сердечный клапан обладают относительно простой трехмерной структурой и состоят из небольшого числа типов клеток. Однако есть надежда, что в будущем технология бесклеточного матрикса позволит создавать из клеток реципиента и более сложные органы. Это очень сильно продвинет вперед всю трансплантологию, сильно ограниченную на сегодняшний день дефицитом донорских органов и проблемой совместимости.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.