Всем привет! Вам когда-нибудь хотелось попробовать яблоко, сделанное из мяса? Или, может, подшутить над знакомым веганом? У науки есть решение!
Но обо всём по порядку. Сегодня мы поговорим о рецеллюляризации тканей - процессе, который в ближайшем будущем может спасти миллионы людей, нуждающихся в трансплантации органов.
Рецеллюляризация – это процесс химического удаления внутренних компонентов клетки, не нарушающее её внешнюю структуру и последующее наполнение пустого "скелета" стволовыми клетками. Такая процедура делает возможным быстрый подгон трансплантируемых органов и борется с их отторжением.
На сегодняшний день пациентам, чьи органы окончательно перестали выполнять свои функции, приходится рассчитывать лишь на их полную замену. К сожалению, подходящих донорских органов недостаточно, чтобы провести трансплантацию всем, кто в этом нуждается.
Сама идея децеллюрялизации и последующего заполнения пустого каркаса внешней клеточной матрицы стволовыми клетками появилась как раз из желания выращивать индивидуальные органы на трансплантацию.
Первым принцип рецеллюляризации тканей описал Стивен Бадилак, профессор питтсбургского университета. Его работа на эту тематику под названием "Внеклеточная матрица как каркас для реконструирования тканей" была опубликована совсем недавно, в 2002 году. С того момента эта область медицины и биотехнологий заинтересовала исследователей по всему миру.
Бадилак сконцентрировался на поиске способов избавления от внутреннего содержимого клеток и последующего применения получившегося каркаса, в основном состоящего из коллагена. Эта работа была среди первых, посвященных внеклеточной матрице и первая предложившая её имплантацию стволовыми клетками.
Как многие знают, время ожидания трансплантации органов может растягиваться на месяцы или даже годы, подставляя под смертельный риск тех, кому они действительно нужны.
И, по большому счету, есть всего две основные причины такому долгому времени ожидания: сложность в поиске совместимого органа и малое количество доноров во многих регионах.
Что ученые попытались сделать – так это взять орган, который не обязательно совместим с конкретным пациентом, но всё ещё здоров и выполняет свою функцию, и сделали его совместимым.
Убрав из органа всю внутреннюю структуру клеток донора, они получили чистый белковый каркас – этакий призрачный орган. А уже затем вживили в него стволовые клетки, взятые у пациента, которому будут пересаживать данный орган.
При этом, всё, что потребуется от пациента, – это небольшой образец ткани, которого будет достаточно, чтобы заполнить клетками весь тансплантируемый орган.
Одно из главных преимуществ такого метода – это отсутствие надобности в иммунноблокаторах какого-либо рода, так как трансплантат уже состоит из клеток самого пациента.
На сегодняшний день, прогресс в этой области движется с оргомной скоростью! Группы исследователей из Китайского университета [Сямынь] Xiamen умудрились воспроизвести полностью функциональные трансплантаты сердца, способные биться и качать кровь.
Но у данной технологии есть и недостатки. Одним из главных является необходимость в первоначальном донорском органе, который, как можно догадаться, надо из кого-то извлечь.
И ладно какие-нибудь почки, которых на чёрном рынке, как грязи!
Но далеко не каждый будет готов отдать своё сердце на медицинские эксперименты... Ну если Вы, конечно, не Райан Гослинг.
Ему я готова отдать своё сердечко для любых экспериментов.
Но так как даже количество несовместимых органов не соответствует спросу на трансплантацию, некоторые группы ученых начали искать других подходящих доноров.
Свиное сердце, к примеру, имеет практически нужную форму и размер, чтобы подходить на роль трансплантата.
И многие ученые смогли рецеллюляризировать сердца свиней с большим процентом успеха. Однако трансплантация таких органов может вызвать много проблем, связанных с иммунной системой, из-за чего данная технология всё ещё далека от применения на людях.
Но что насчёт других тканей человеческого тела? Лимфы, костного мозга или связок? Их легче воссоздать в лабораторных условиях, но для этого процесса все еще нужен каркас, на котором можно было бы вырастить клетки.
Некоторые исследователи обратили своё внимание на использование растений в качестве каркаса для децеллюляризации. Большинство несовершенств технологии на данный момент можно будет решить, если будет возможно использовать растения: обильное количество образцов для экспериментов, отсутствие моральных или этических вопросов их использования и, к тому же, растения практически бесплатны.
Одной из первых эту технологию адаптировала научная группа Эндрю Пеллинга из университета Оттавы. Они использовали яблоки в качестве каркаса из целлюлозы и смогли вырастить человеческие клетки на децеллюляризованных кусочках яблок. Для демонстрации универсальности этой технологии, они даже обрезали получившиеся ткани в форме человеческого уха.
Главной целью эксперимента была демонстрация использования рецеллюляризации в качестве способа производства имплантатов для реконструкции лицевых структур или других областей, где телу нужно что-то твердое, чтобы восстановиться.
Яблоки отлично подходят для использования в подобных проектах, так как из них можно вырезать нужную вам форму, децеллюляризировать, оставив только внеклеточную матрицу из целлюлозы, и имплантировать стволовыми клетками пациента. В результате получится цельный имплантат, готовый к использованию для восстановления пациента.
Единственный очевидный минус – такой процесс не подходит для создания функциональных органов для трансплантации, так как сам каркас сделан из целлюлозы, а не из белковых структур.
Однако, технология рецеллюляризации растений может повлечь значительный прогресс в индустрии культивированного мяса. На данный момент, большое количество исследований проводится в этой области, но на самом деле, создать в лаборатории мясо, похожее на настоящее, невероятно трудозатратно. Большую трудность представляет текстура, ведь обычное выращивание сгустка клеток никогда не достигнет той же структуры, что и настоящее мясо. А выращивать стейк по кусочкам в маленьких чашечках Петри слишком дорого и медленно.
Но если будет возможно вырастить клетки на куске подходящего по текстуре растения, то может получиться дешевый и легкий в производстве искусственный стейк!
На самом деле, возможности технологии рецеллюляризации не ограничиваются только органами на заказ, косметическими имплантами и лабораторными котлетами, но это самые активные отрасли применения на данный момент.
Если исследования в этой области будут продолжать развиваться, мы можем и не узнать наш мир лет через 10.
С Вами был SciTeam, до встречи в новых видео!
