Ученые вплотную подошли к созданию сердца из стволовых клеток
Тысячи людей в мире нуждаются в пересадке сердца. Они ждут годами донорский орган и часто умирают, не дождавшись. Еще одна проблема – плохая приживаемость трансплантатов, несмотря на применение лекарственных препаратов, подавляющих иммунные реакции.
Над созданием искусственного человеческого сердца ученые работают давно. Ранее удавалось построить из биологических материалов при помощи 3D-печати некий каркас, который, как предполагалось, можно покрыть кардиомиоцитами и превратить в функционирующий орган. Ныне предположения стали реальностью: ученые из Гарвардской медицинской школы, использовав концепцию каркаса и стволовые клетки, создали* сердце, способное к сокращению. Как им это удалось?
Без донорских сердец все же не обошлось. Однако использованы были органы непригодные к трансплантации. 73 таких сердца погружали в специальные растворы детергентов, чтобы «смыть» клетки – причину отторжения трансплантата. Оставшийся матрикс, со всеми сохранившимися структурами и сосудами, и стал трехмерным каркасом для будущего сердца. Далее к процессу присоединились плюрипотентные стволовые клетки, которые, как известно, могут дифференцироваться в любые ткани организма. В данной работе использовали индуцированные стволовые клетки, полученные путем перепрограммирования клеток кожи.
В стволовых клетках индуцировали превращение в два типа сердечных клеток, после чего их погружали в питательный раствор, где они начинали делиться и расти, покрываясердечный каркас. Так за две недели удалось получить еще не полноценное, но вполне структурированное сердце, которое под воздействием электрических разрядов начало сокращаться.
Важно отметить, что выращенное таким образом сердце не будет отторгаться при пересадке, так как все клетки в нем – потомки клеток самого реципиента.
Следующим шагом ученые видят совершенствование методов роста сердечных тканей. В описанном эксперименте удалось получить 500 млн. клеток из стволовых клеток-предшественниц. А для создания целого сердца нужны примерно десятки миллиардов. В ближайшем будущем фрагменты функционирующих тканей сердца могут быть использованы для замены поврежденных тканей у пациентов, перенесших инфаркт миокарда.
Читайте также: «Заплатка» на сердце: новый подход к восстановлению миокарда после инфаркта
Что общего у сладкой ваты с органами для трансплантации?
* Guyette JP, Charest JM, Mills RW, Jank BJ, et al. Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix // Circulation Research, 2016, V. 118, P. 56-72. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306874
На фото: частично восстановленное сердце в биореакторе, который воспроизводит физиологические условия (Bernhard Jank, MD, Ott Lab, Center for Regenerative Medicine, Massachusetts General Hospital)
