Создано искусственное сердце

Создано искусственное сердце

Используя процесс так называемой децеллюляризации цельного органа (то есть очистки органа от клеток, после чего остаётся только внеклеточный матрикс, «каркас» органа, состоящий в основном из фибриллярных белков: коллагена, фибрина, ламинина и проч.), исследователи из Университета Миннесоты создали функционирующие биотранспланты сердца.

Трансплантаты изготавливались на основе кадаверных (трупных) сердец крыс и свиней, которые после децеллюляризации были вновь заселены живыми клетками. «Первоначальной идеей было создание тканеинженерных кровеносных сосудов, содержащих собственные клетки пациента для предотвращения их иммунного отторжения», объясняет профессор медицины и физиологии Дорис Тэйлор (Doris Taylor).

В США около 5 миллионов людей живут с диагнозом сердечная недостаточность, и ежегодно диагностируется около 550 000 новых случаев этого заболевания. Также около 50 000 пациентов каждый год умирает, не дождавшись донорского сердца.

Попытки воссоздать сердце in vitro, создавая трехмерные структуры (скаффолды) из белков внеклеточного матрикса (главным образом, коллагена) и заселяя их клетками, не приносят существенных результатов. Практически невозможно искусственно воссоздать сложнейшую архитектонику сердечной ткани и заставить трансплантат функционировать.

Возможно, децеллюляризация цельного органа может оказаться решением этой проблемы. На основе уже существующего естественного скаффолда и собственных клеток пациента возможно создавать функциональные сердечные трансплантаты.

Создано искусственное сердце

В эксперименте исследователи заселяли кадаверный скаффолд клетками-предшественниками сердечной ткани, выделенными из сердец новорожденных крыс. Результаты оказались весьма многообещающими. После четырех дней культивирования клеток на матриксе наблюдались мышечные сокращения. Еще через восемь дней началось биение сердца. Клетки дифференцировались в функциональные кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы), что было подтверждено анализом их морфологии и поверхностных маркеров.

Авторы работы уверены, что со временем таким способом будут изготавливаться биотрансплантаты цельного сердца, что существенно сократит лист ожидания донорских органов. Причем биотрансплантат имеет существенные преимущества перед донорским органом: при его применении не требуется пожизненная иммуносупрессия.

В дальнейшей работе исследователи планируют использовать для «оживления» трансплантата стволовые клетки пациента, например мезенхимные стволовые клетки (МСК) костного мозга, обладающие способностью дифференцироваться в кардиомиоциты.

Фактически, эта работа показывает, что с помощью децеллюляризации потенциально возможно изготовить любой орган, так как всякий орган обладает трехмерным соединительнотканным каркасом, состоящим в основном из внеклеточного белкового матрикса.