Но пока не знают где
На днях группа ученых из США, Великобритании, Швейцарии и Канады объявила о начале проекта по искусственному "выращиванию" человеческого сердца. Подобные исследования, и не только в отношении сердца, велись уже давно, прежде всего американской фирмой ATIS и рядом американских университетов, и именно в последние годы был наконец достигнут прогресс. Новая технология, получившая название тканевая инженерия, в будущем может облегчить проблему донорских органов. Донором своего нового органа сможет стать сам больной. Но не надо думать, что завтра эта технология уже будет применяться в клиниках. Не решены еще многие даже ключевые вопросы — например, где лучше выращивать новый орган: в организме самого человека или в организме трансгенного животного.
Выращенную кожу уже можно купить
Идея выращивания клеточных популяций, в том числе и внутри тела, в принципе, не нова. Уже сравнительно давно иммунологи успешно используют жидкость брюшной полости мышей для выращивания так называемых гибридомных клеток, продуцирующих антитела, которые с успехом используют для диагностики и лечения ряда заболеваний. Уже выращиваются — правда, вне какого бы то ни было организма — кожные лоскуты и хрящи для замены участков кожи и суставов при ожогах и травмах.
В настоящее время фирма ATIS (Advanced Tissue Science, Inc., шт. Калифорния, США) — ведущая компания по тканевой инженерии в практической медицине — продает произведенные с помощью тканевой инженерии коммерческие препараты кожных лоскутов для восстановления утраченной целостности ткани, а также специальные кожные фрагменты для лечения диабетических трофических язв кожи ноги, хрящевую ткань для восстановления целостности пораженных суставов, материалы для кардиососудистой хирургии. Фирма Ingersoll предлагает коммерческий комплекс процедур тканевой инженерии для восстановления формы и функциональной активности молочной железы у женщин после хирургического удаления раковой опухоли.
Плоское сердце? Так мы не договаривались
Одно дело — выращивание тканей в пробирке или в полостях лабораторного животного, и совсем другое — в живом человеке. Долгое время в решении этой — в общем-то, выглядящей абсолютно фантастически — задачи не было никакого прогресса.
В 70-80-е годы предпринимались неоднократные попытки имплантации в брюшную полость и другие части тела больного клеточных культур в специальных герметичных камерах, окруженных полупроницаемыми мембранами. Но, несмотря на ряд специальных мер, не удавалось избежать отторжения чужеродного элемента. Наблюдалось также довольно быстрое снижение, вплоть до полного прекращения, функциональной активности имплантируемых клеток. Кроме того, пока удавалось выращивать клетки лишь в виде прикрепленного к поверхности однослойного пласта либо в виде суспензии единичных клеток, свободно плавающих в питательном растворе. Это лишь далекий отголосок того, что нужно, ведь необходимо обеспечить развитие сложнейшей многофункциональной и, конечно, трехмерной структуры. Сердце должно быть сердцем, а не чем-то плавающим в питательном растворе.
Надежда на продвижение появилась лишь в последние годы благодаря работам хирурга Джозефа Ваканти (Гарвардская медицинская школы), инженера-химика Роберта Лангера (Массачусетский технологический институт), а также специалистам фирмы ATIS. Прорыв был достигнут в результате разработки и внедрения принципиально новых биополимерных материалов, способных к деградации (рассасыванию). Они могут служить матрицей для роста и формирования в их многочисленных полостях в трехмерном пространстве нужных больному клеток. Постепенно в данные образования прорастают кровеносные сосуды и элементы соединительной ткани, и со временем они заменяют собой биополимер и создают подобие требуемого для пересадки органа. Фирма ATIS представила данные о достижении устойчивой работы гена в имплантируемой в тело больного культуре в течение 150 дней.
Где тот пластилин, из которого это лепить?
В качестве материала, из которого можно вырастить новый орган, могут быть использованы клетки и ткани эмбриона человека, взятые из хирургического материала во время операции по прерыванию беременности, а также трансгенные животные, содержащие помимо собственных введенные в их организм гены.
Уже разработан оригинальный метод получения трансгенных животных, клетки и ткани которых способны продуцировать нужные человеку вещества. В качестве исходного материала был взят 7-дневный эмбрион коровы, в который внедряли трансгенные клетки, потом имплантировали его в матку, и у появившихся подобным образом на свет телят возникали нужные человеку трансгенные признаки. Такую манипуляцию можно осуществить и с использованием ДНК конкретного пациента и на более поздней стадии, когда у эмбриона закладываются те или иные внутренние органы. В итоге, в принципе, можно получать теленка, имеющего органы — сердце, печень, почки, — которые при пересадке не будут отторгаться. Это не будет точная копия, например, человеческого сердца, но орган будет соответствовать всем иммунологическим и физиологическим показателям человека.
Собачье сердце уже есть. Но мы не собаки
Массачусетский технологический институт и Бостонская детская больница уже получили патент на выращивание новых органов и тканей внутри тела. С помощью новой технологии было осуществлено выращивание новой печени у крыс и собак, а также создание новой сердечной мышцы у животных с патологией сердца.
Президент ATIS доктор Гейл Нафтон заявила, что эту технологию предполагается доработать и использовать и для лечения людей. "При определенных условиях можно вырастить практически любой орган,— заявляет она,— причем этот орган будет совершенно новым и здоровым, в отличие от донорского, который иногда бывает ненамного лучше заменяемого".
Однако на данный момент многие проблемы этой технологии остаются нерешенными даже теоретически, и к ее клиническим перспективам надо относиться со здоровым скепсисом. Например, до сих пор неясно, что лучше: выращивать новые органы в организме самого больного или в организме трансгенного животного? Пока ученые склоняются к тому, что удобнее использовать животных. Ведь представить себе, что организм человека, у которого и так больное сердце, "осилит" еще и выращивание дополнительного, довольно сложно. Неясно также, сколько времени сердце будет расти. Ведь взрослому человеку нужно взрослое сердце. В естественных условиях действует фактор торможения, который не позволяет одним органам человека развиваться быстрее других. Со стороны генетики есть проработки, которые могут позволить справиться с этой проблемой, и тогда новые органы будут расти в несколько раз быстрее. Но очевидно, что, если все это и будет сделано и подготовлено к клиническому применению, это произойдет не завтра.
Компания ATIS планирует начать испытания нового метода на людях через два-три года. Эти испытания могут длиться многие годы. Вначале будет отработана техника выращивания костной ткани и сердечных мышц. Выращивание печени — гораздо более сложная задача, и к ней можно будет приступить не раньше чем через 10 лет.
ИГОРЬ Ъ-КАМОЛОВ, ДМИТРИЙ Ъ-КОБЯКОВ, АННА Ъ-ФЕНЬКО