Это похоже на научную фантастику, но исследователи фактически вырастили органы из стволовых клеток, органы, которые были успешно пересажены людям. Два года назад мужчина получил новую трахею, чтобы заменить свою поврежденную раком трахею, сделанную шведскими исследователями, которые вливали синтетическую эшафот в собственные стволовые клетки пациента. Ранее, в 2006 году, ученые из Уэйк Форест использовали стволовые клетки для успешной имплантации лабораторных мочевых пузырей молодым пациентам с расщелиной позвоночника, дефектом развития при рождении.
Теперь наука нацелена на еще большие выращенные в лаборатории органы: сердца. Исследователи в настоящее время выращивают их в лабораториях, используя каркасы из биоматериала, которые направляют стволовые клетки в кардиомиоциты, сокращающиеся клетки, которые являются основой сердечной мышцы.
Такие исследования стволовых клеток у людей сопровождаются множеством этических проблем. Тем не менее, новое исследование, опубликованное вчера в Журнале клинических исследований, предполагает, что другой тип клеток может справиться с задачей, когда дело доходит до искусственной инженерии новой ткани. Он включает в себя биологический процесс, который не существует у млекопитающих: партеногенез
Партеногенез является формой бесполого размножения, которое встречается в природе у растений, насекомых, рыб, амфибий и рептилий. Во время этого процесса неоплодотворенные яйца начинают развиваться, как будто они были оплодотворены. Например, весь вид марморкребов, тип раков, является самкой, а потомство, полученное без какого-либо вклада самцов, генетически идентично матери.
В 2007 году исследователи индуцировали в яйцеклетках человека химические вещества, имитирующие оплодотворение, чтобы они могли пройти процесс. В результате были получены партеногенетические клетки, обладающие теми же свойствами, что и эмбрионы, за исключением того, что они не могут расти дальше. Клетки сродни плюрипотентным стволовые клетки, полученные из эмбрионов, это означает, что они способны развиваться в различные типы клеток, включая клетки сердца.
Немецкие исследователи в новом исследовании использовали эти знания, чтобы превратить клетки тела мышей в партеногенетические стволовые клетки, которые затем были выращены в зрелые, функциональные кардиомиоциты. Исследователи использовали эти клетки для создания миокарда - сердечной мышцы - с той же структурой и функцией нормального миокарда. Затем мышца была привита к сердцам мышей, которые предоставили оригинальные яйца для партеногенеза, где они работали так же, как и существующие мышцы.
Для людей, построение сердечной мышцы из партеногенетических кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток, таким образом может преодолеть несколько препятствий, согласно новой статье, в которой рассматриваются последствия открытия немецкой команды. Сердечный приступ может уничтожить до одного миллиарда кардиомиоцитов. Эти клетки могут восстанавливаться организмом естественным путем, но не быстро и не в значительных количествах , что означает , что тканевое восстановление сердца может стать решающим для полного выздоровления.
Регенерация через стволовые клетки также может означать разницу между жизнью и смертью для кандидатов на пересадку сердца. Приблизительно 3000 человек в Соединенных Штатах находятся в списке ожидания для нового сердца в любой день, но только 2000 донорских органов доступны каждый год. Но даже если человек получает новое сердце от донора, нет гарантии, что тело примет новый орган. Иммунная система человека рассматривает новый орган как чужеродный объект, который запускает цепь событий, которые могут повредить пересаженный орган. Чтобы предотвратить отторжение трансплантата, пациентов лечат иммунодепрессантами, которые могут увеличить риск развития рака, и большинство из них остаются по крайней мере на одном типе лекарства до конца своей жизни. Однако сердца, полученные из партеногенетических стволовых клеток, скорее всего, устранят отторжение органов.
Партеногенетические стволовые клетки, которые могут быть получены из клеток, легко вырабатываемых в крови или коже, содержат геном, унаследованный только от одного человека - в этом исследовании, мыши и, возможно, в будущем, пациента-человека. Это означает, что клетки, вероятно, будут более совместимы с иммунной системой пациента - организм с меньшей вероятностью отбросить органы, выращенные из собственных клеток.
У людей этот процесс может удалить эмбриональные стволовые клетки из уравнения, принимая связанные с ними этические вопросы.
