Работы,посвященные экспериментам по выращиванию легких в лаборатории - Гранит науки - 2010-07-21

Легкие – третий орган, который пытаются воспроизвести биоинженеры. Сначала было сердце, затем печень. Речь идет о подходе с применением биокаркаса, который засевается клетками соответствующего органа. В июльском номере журнала Nature Medicine опубликована статья авторов под руководством Харальда Отта (Harald Ott), Медицинский факультет Гарвардского университета (Harvard University Medical School), в которой сообщается о том, как матрикс легких – внеклеточная структура, освобожденная от живых клеток, послужила основой для выращивания на ней легочной ткани. Точно так же подошли к созданию легких в лаборатории и авторы предыдущей статьи с одном из июньских номеров Science, группа исследователей из Йельского Университета (Yale University) под руководством Лауры Никласон (Laura Niklason). Взяв легкое крысы, они тщательно отмыли его с помощью специальных мягких детергентов от выстилающих орган клеток, в результате от легкого остался только каркас из структурного белка соединительной ткани коллагена. Его поместили в биореактор, а затем стали заполнять различными клетками, изъятыми из легких новорожденных крысят. Эти клетки в биореакторе развились в пузырьки для воздуха - легочные альвеолы, воздухносные пути и кровеносные сосуды. Выращенные таким образом легкие были имплантированы четырем разным крысам, где биоинженерное легкое заменяло одно из легких животного и, по данным Никласон с соавторами, обеспечивало газообмен, т.е. переход кислорода воздуха через альвеолы в кровь, а углекислого газа в обратном направлении, с эффективностью 95%. В экспериментах йельской группы такое легкое проработало около двух часов, гарвардский результат – шесть часов. В последнем случае коллагеновый каркас засевался клетками из легочной ткани крысиных эмбрионов.

Как отмечает в связи с последней публикацией New Scientist, трансплантация легких – единственная возможность спасения людей с такими заболеваниями как муковисцидоз или хроническая обструктивная болезнь легких в конечной стадии. Помимо дефицита донорских органов, для таких больных ситуация осложняется риском отторжения чужеродной ткани. Биоинженерное легкое отторгаться не должно, потому что коллаген, составляющий его каркас, у всех одинаков. Но это если говорить о перспективе клинического использования разрабатываемой технологии. А на сегодняшний день биоинженерная конструкция не в состоянии поддерживать функции легкого дольше нескольких часов, потому что со временем воздушные пузырьки начинают заполняться кровью, а само искусственное легкое отекает. Ученым предстоит сделать трансплантат более жизнеспособным, возможно, за счет более длительного культивирования нового органа в биореакторе.