Când ne dezvoltăm un ficat nou - Mednova

Cum să „crească“ plin de organe umane biologice in laborator, ei vor fi în măsură să înlocuiască donatorul atunci când aceste tehnologii vor fi disponibile masiv și ceea ce este nevoie de mini-organe în campania împotriva analfabetismului din partea directorului Institutului de Medicina Moleculara, în prima ei MGMU. IM Sechenov, profesorul Andrew Zamyatnin.

Andrei Zamyatin. Foto: Serviciul de presă al Prima MGMU le. IM Sechenov

Andrey Aleksandrovich, dacă cultivarea de organe umane a fost într-adevăr pus pe flux? Care dintre acestea sunt mai ușor să crească, dar cu unele probleme?

- Din păcate, despre fluxul este încă foarte devreme pentru a spune. Crearea de organe umane viabile - o tehnologie foarte complex bioinginerie. O exploatație a unor astfel de proceduri, chiar și la aceste autorități, a căror cultivare este, în principiu, este posibil și promițătoare, complicată de cost ridicat și un proces laborios. Cele mai problematice în acest sens sunt ficatul, pancreasul. Desigur, există probleme cu organele sistemului nervos, care prin natura lor sunt calitativ diferite de alte organe. În aceste cazuri, este implicat prea multe conexiuni intercelulare, și nu este clar modul în care aceste conexiuni pot fi setate folosind tehnologii bioingineriei.

În ceea ce privește ficatul, atunci problema constă în faptul că există anumite restricții care determină oportunități de regenerare de organe. Se observă că ficatul de a se regenera la un organism cu drepturi depline este posibilă numai în cazul în care cel puțin un sfert din părțile sale. Eu încă nu înțeleg destul de mecanismele de astfel de restricții. Potrivit unui lider mondial in medicina regenerativa profesorul Anthony Atala de la Universitatea Wake Forest, probabil, există unele reglementări la nivel de organism, care determină starea organului și gradul de vitalitate, are potențialul de a regenera.

Până în prezent, cel mai mare succes a fost realizat în crearea unor organisme cu structura cel mai puțin complexe (piele, oase, cartilaj), și organele de gol (vezica urinara, traheea). Cu toate acestea, autoritățile creează un proces nu este pe deplin înțeles, în legătură cu care există o serie de probleme care sunt rezolvate treptat. De asemenea, este cunoscut (deoarece nu a studiat), este sigur de a utiliza organe artificiale, și ce consecințe pot apărea atunci când transplanturi, inclusiv efecte secundare.

Și totuși, de îndată ce aceste tehnologii devin disponibile în cantități mari? Astăzi, mii de oameni sunt în așteptare pentru transplanturi de rinichi. Se speră că în viitorul apropiat nu va avea nevoie de un donator de organe pentru ea, doar va crește?

- Există speranță, dar nu uitați despre costul ridicat al tehnologiei. Ca și în cazul oricărui produs nou, noua tehnologie, inițial, are un cost ridicat, chiar dacă nu ia în considerare aspectele etice. Între timp, rinichi donator este în valoare de mai puțin de un boboc crescut. Să sperăm că tehnologia în viitorul apropiat, și, prin urmare organele artificiale cultivate pe ea va deveni mai accesibile.

În străinătate, există cazuri izolate de transplant „crescute“ rinichi. Cu toate acestea, în mod inevitabil, există probleme care țin de competența legislației acestor țări, de exemplu, legate de permisiuni privind operațiunile și standardele etice. Este, în primul rând la selectarea unei surse de materie primă (de celule) pentru organe în creștere, precum și problemele asociate cu stabilirea unor limite între experiment și tratament.

Și ce, dacă pe scurt, esența tehnologiei? Cum este posibil să crească un corp separat de omul însuși?

- Orice organism este format din matricea extracelulară (BM), care îndeplinește funcția cadrului de țesut conjunctiv, care dă forma corpului și densitatea, precum și umplerea unor componente celulare (în principal proteine ​​fibrilare și proteoglican) specifice pentru fiecare tip de tesut. În timpul dezvoltării unui organism, de la stadiul perioadei embrionare, matricea extracelulară a creat celule proprii prin partajarea componentelor celulare din mediul extern. Prin urmare, tehnologia Bioinginerie „în creștere“ organisme trebuie să reproducă procesul cât mai aproape posibil de naturale. Și dezvoltatorii au nevoie pentru a rezolva două probleme majore: cum de a stimula celulele pentru a forma matricea extracelulară, și, de fapt, cum să se mențină viabilitatea celulelor în compoziția matricei.

Matricea extracelulară poate fi creat ca artificiale, și realizate din materiale biologice. Principalul lucru pe care componentele matricei celulare au fost viabile, funcționale și, dacă este necesar, capabile să modifice scopul dezvoltator. De exemplu, folosind o matrice artificială biodegradabile, care în cele din urmă trebuie să rezolve, fiind înlocuite cu naturale.

Pentru organele de crestere folosesc, de asemenea, celule stem capabile de auto-reînnoire și diferențiere (transformare) in tipuri de celule specializate. In vivo, celulele stem sunt implicate în procesele de regenerare și de recuperare a organelor și țesuturilor lezate. Cel mai mare număr de celule conținute în țesutul adipos și măduva osoasă, mai mici - în piele, vasele de sânge, țesutul muscular. Principala sursă de celule alogenice (fără legătură) stem este sângele din cordonul ombilical al nou-nascuti, deci este în curs de dezvoltare în mod activ programe pentru crearea de bănci de celule stem din sângele din cordonul ombilical în aproape toate țările lumii.

Deja a dezvoltat o nouă direcție de tehnologii de medicina regenerativa - 3D-bioprinting (3D-bioprinting), care utilizează tehnologia de corpuri tridimensionale biopechati de la autologe (proprii) celule stem ale pacientului. Tehnologia este de a oferi modelul de corp tridimensional și grupuri producătoare de celule în contact unul cu celălalt pentru a forma o structură tridimensională. Un astfel de grup de celule și sunt imprimate imagini pentru corpurile 3D-bioprintinga.

În plus față de organele artificiale necesare pentru a înlocui deteriorate, să crească mai mult și mini-organe în scopuri de laborator.

- Da. Aceasta este zona de cercetare foarte promițătoare. În special, mini-organele sunt folosite pentru testarea medicamentului (ca alternativă la experimentele pe animale), precum și în cazurile în care nu există modele animale (de exemplu, boli asociate cu sistemul imunitar). De asemenea, o astfel de abordare ar putea contribui la rezolvarea problemelor etice asociate cu tratamentul inuman al animalelor. De exemplu, oamenii de știință au învățat să „crească carne“ animale, care este, de fapt, este în creștere în mușchi vitro, din celule stem.

În ceea ce privește tehnologia, practicile de laborator pentru delimitare clară între practic nici organe și celule. Diferite celule (linii de celule model) au fost utilizate de zeci de ani, iar acum pe baza lor au început să „colecteze“ modelul organopodobnye.

Și există o specificitate în cazurile în care sunt cultivate autoritățile pentru transplant uman, iar atunci când acestea sunt create pentru experimente?

- În acest caz și într-un alt, urmărită penal obiectivul principal - pentru a maximiza identitatea. În cazul în care acest obiectiv este atins, în cazul transplanturilor de organe cultivate vor fi respinse de organism. În cazul utilizării de organe în scopuri experimentale va fi imposibil de a evalua validitatea rezultatelor, și, prin urmare, pentru a extrapola efectele identificate asupra organismului uman.

Andrei Zamyatin este, de asemenea, șeful Unităților Academic strategic (SAE) „multidisciplinar Centrul de cercetare clinica si medicala“, în plus față de care se ocupă cu formarea de personal calificat, dezvoltarea de produse biomedicale. Centrul în afară de Institutul de Medicina Moleculara include Institutul de Medicina regenerative (director Butnaru DV) și Institutul de Medicina si Farmacie translațională (director Tarasov VV).