Повреждения пищевода, требующие замены его участка, могут произойти при раке, воздействии химических веществ или радиации. Некоторые дети рождаются с атрезией пищевода — тяжелым пороком развития, при котором верхний и нижний сегменты пищевода разобщены. Им сразу проводят операцию, но бывает и так, что довольно большой участок пищевода просто отсутствует и соединить концы напрямую не удается. Такие младенцы питаются через зонд, установленный непосредственно в желудок, пока врачи разрабатывают план лечения. Один из подходов включает изменение положения желудка для заполнения образовавшегося зазора. В любом случае это серьезные операции со значительными осложнениями.
Почему бы не вставить недостающий участок?
Да, намного проще было бы заменить недостающий участок пищевода трансплантатом. В последнее время были достигнуты значительные успехи в восстановлении полых органов методами тканевой инженерии. Но вырастить участок пищевода в биореакторе не очень просто. В отличие от, например, трахеи, пищевод участвует в перистальтике — волнообразном сокращении полых органов, необходимых для продвижения пищи. А значит, необходимо нарастить мышцы и нервы. Авторы статьи в Nature Biotechnology показали (пока на минипигах — маленьких свиньях), что вырастить трансплантат пищевода возможно.
А трахею уже сделали?
Эта же группа исследователей ранее использовала такой же подход для того, чтобы восстановить трахею 12-летнему мальчику с врожденным стенозом (патологическим сужением) этого органа. Впоследствии мальчик смог вернуться к нормальной жизни. К созданию пищевода авторы статьи подошли издалека, сначала опробовав подход на мышах, а потом — на кроликах.
В чем заключается метод?
Известно, что при пересадке донорских органов активируется иммунная система реципиента, которую нужно постоянно подавлять. Этого хотелось бы избежать, особенно когда речь идет о детях. Такие органы, как трахея и пищевод, состоят не только из клеток, но и из каркаса (внеклеточного матрикса) — сетеобразной трехмерной структуры, которая поддерживает форму органов. На каркас иммунная система не реагирует. Значит, донорский каркас можно заселить собственными клетками реципиента, и получившийся орган не потревожит иммунную систему.
Что сделали в этой работе?
Клетки свиней-реципиентов получали из мышцы и ее оболочки и выращивали в культуре, чтобы получить нужное количество. Одновременно получали от свиней-доноров децеллюляризованные (очищенные от клеток) каркасы пищевода размером 5 см. Каркасы засевали клетками и помещали в биореактор, где они созревали в течение недели.
В результате клетки сохраняли многие старые свойства, но и приобретали новые. Так, в них усиливались сигналы, связанные с ангиогенезом (то есть с образованием новых сосудов) и ремоделированием внеклеточного матрикса. Весь процесс занял 8 недель, что сравнимо со сроками, которые занимает сейчасхирургическое лечение дефекта пищевода.
У минипигов-реципиентов удаляли 2,5 см пищевода и заменяли полученными трансплантатами. Первое время целостность структуры поддерживали биоразлагаемые стенты. Сразу после операции свиньям давали воду, через день — жидкую пищу. На более твердую пищу переводили постепенно. Все животные оставались живы спустя 30 дней, они росли и набирали в весе.
Какие были последствия операции?
После операции у всех свиней отмечали сужение просвета пищевода. И в этом случае, и в клинике при таком состоянии сужение расширяют с помощью баллона, который помещают в пищевод через эндоскоп. Трех животных пришлось усыпить, пять достигло отметки в шесть месяцев. Четырем после третьего месяца уже не требовалась эндоскопия.
Трансплантат был похож на пищевод?
Через шесть месяцев по биомеханическим свойствам трансплантаты уже больше напоминали естественный пищевод, чем трансплантаты через три месяца. В них присутствовали все ткани, характерные для пищевода. Развивались нервы и кровеносные сосуды. Также со временем нарастало количество гладкой мускулатуры, а признаки воспаления пропадали. Это позволило пересаженному пищеводу сокращаться и перемещать пищу.
Что дальше?
В настоящее время ученые совершенствуют процесс, чтобы получать более длинные трансплантаты, стандартизировать производство и сократить количество ручных операций, а также проводит дополнительные испытания безопасности. Следующий шаг — подготовка терапии к первым испытаниям на людях. Авторы статьи надеются, что это станет возможным в течение следующих 5 лет.
Чуть более подробно на нашем сайте
Темы этого материала связаны с научными исследованиями и результатами опубликованных работ. Информация представлена исключительно в ознакомительных целях. Она не предназначена для постановки диагноза, назначения лечения или принятия медицинских решений.
Материал не содержит медицинских рекомендаций и не должен рассматриваться как руководство к самолечению. Для решения медицинских проблем необходимо обратиться к специалисту.