Порок сердца изучат на выращенной копии

Пересадкой сердца сегодня уже никого не удивишь. А можно ли не просто пересаживать, а "выращивать" искусственные человеческие органы? Недавно специалистам Калифорнийского университета в Беркли удалось в лабораторных условиях создать уменьшенную копию человеческого сердца. Правда, пока она предназначена только для медицинских исследований.

Сердце из пробирки

Сначала ученые круговыми бороздками нанесли на дно чашек Петри сердечные клетки. Затем сверху на них "насыпали" плюрипотентные стволовые клетки кожи. После этого были проведены манипуляции по добавлению набора сигнальных белков. Примерно через две недели в чашках Петри сформировались сердечные камеры.

Синтезированное сердце планируется использовать для исследований по развитию порока сердца и других патологий, а также для испытаний новых медикаментов.

Для начала был поставлен следующий эксперимент. В миниатюрное сердце ввели дозу снотворного препарата под названием талидомид, пользовавшегося популярностью в 50-х годах прошлого столетия. Это привело к нарушениям в работе и отклонениям в развитии искусственного органа.

А если подсадить?

Кстати, первая модель искусственного сердца была разработана в конце 30-х годов прошлого столетия русским хирургом Владимиром Демиховым. Устройство представляло собой насос, приводившийся в действие электромотором. Подопытные собаки, подключенные к насосу, жили до двух с половиной часов. Но первая операция по подключению к рукотворному "сердцу" человека состоялась лишь спустя 30 лет. Операцию сделали безнадежно больному пациенту, которому необходимо было протянуть несколько дней, пока ему не пересадили донорское сердце. Медики добились успеха!

В начале 80-х появилась новая модель механического сердца под названием Jarvik-7, рассчитанная на более длительный период работы. Она предназначалась для больных, которым не имели возможности трансплантировать донорский орган. Первый из пациентов, подключенных к новинке, прожил 112 дней, второй — целых 620 дней. Однако механическое сердце постоянно сбоило: у больных наблюдались конвульсии, они задыхались, у них мутилось сознание, нарушалась работа других внутренних органов… Кроме того, приходилось буквально проделывать дырки в груди, чтобы соединить имплантированный насос с массивным, размером со стиральную машину, внешним блоком питания… Ясно, что такую жизнь полноценной не назовешь.

Надежда создать эффективно работающее искусственное сердце возродилась с распространением компьютерных технологий. Не так давно специалисты американской компании Abiomed Inc. изобрели портативную конструкцию сердца AbioCor. Это механический насос с внутренними клапанами и четырьмя трубками, соединяющимися с сосудами. Изготовленный из пластмассы и титана, агрегат в точности имитирует работу человеческого сердца. Правда, пациенту придется таскать на поясе литиевую батарею весом чуть меньше двух килограммов. В брюшную полость имплантирован детектор, который преобразует радиосигналы, поступающие от внешнего блока питания, в электрические импульсы. Каждые четыре часа батарею необходимо подзаряжать, и на это время подключается внутренний блок питания, рассчитанный на 30 минут автономной работы. А с помощью дистанционного мини-передатчика можно отслеживать работу всей системы на расстоянии…

Проект "Прометей"

В 2013 году российское министерство обороны объявило тендер на разработку трансплантируемой биоинженерной печени. Проекту был присвоен шифр "Прометей". Опытно-конструкторские работы по созданию искусственного органа предстоит выполнить до 25 ноября 2016 года. К этому сроку предлагается разработать эскиз, изготовить и испытать опытный образец, а также подготовить изделие к запуску в серийное производство.

Искусственная печень будет трансплантироваться пациентам с необратимыми патологиями этого органа на госпитальном этапе медицинской эвакуации. В состав изделия войдут каркас, стволовые клетки самого пациента, извлеченные путем пункции, а также молекулы, необходимые для роста живых клеток и тканей.

Предполагается, что опытный образец должен обладать всеми функциями естественной печени, в том числе удалять из организма избытки токсинов и регулировать углеводный обмен.

В настоящее время в мировой медицине применяются только экстракорпоральные аппараты, способные выполнять функции печени по очистке крови. Трансплантация печени на сегодняшний день является одной из самых сложных операций в хирургии и предполагает изъятие органа у живого донора. На протяжении последних лет ведущими специалистами в области регенеративной медицины проводятся исследования, посвященные выращиванию искусственной печени для пересадки на основе методов биоинженерии, но пока зарубежные ученые не продвинулись дальше стадии изучения на животной модели. Может быть, российским исследователям удастся совершить прорыв в этой сфере…

Читайте также: 

Бессмертие в принципе возможно

Искусственные кровеносные сосуды станут "дарами моря"

Искусственный яичник сохранит яйцеклетки больных

О создании полностью искусственного тела и мозга

Органы животных пригодятся человеку