Искусственные кровеносные сосуды, пересаженные нескольким ягнятам, успешно росли вместе с животными. Импланты, изготовленные из клеток кожи и других органических материалов, прижились и заменили часть легочной артерии, несущей кровь от легкого к сердцу. Что это, новая веха в трансплантологии?
Новые органические импланты растут вместе с хозяином

Исследование, опубликованное в Nature Communications, сообщает, что команда биоинженеров совершила успешную пересадку органических имплантов, которые стали полноценной частью организма. Соавтор проекта, инженер-биотехнолог Роберт Транквилло из Университета Миннесоты, уверен, что если им удастся повторить то же самое с организмом человека, это может спасти жизнь огромному числу людей, в том числе и детям с пороком сердца. «Каждые несколько лет, пока ребенок растет, имплантированные элементы приходится заменять, ведь они перестают соответствовать размерам органа. Представьте себе, что будет, если импланты будут расти вместе с остальным организмом!», объясняет он.

Традиционно хирурги используют импланты из искусственных материалов или пересаживают чужие органы. Транквилло и его коллеги пошли по совершенно другому пути и захотели спроектировать куда более приспособленный для живого организма элемент. Они начали с тонкой нити из клеток кожи (т.н. «фибробластов»), участвующих в заживлении ран, и фибрина, белка, формирующего сгустки крови. В течение нескольких недель ученые работали над тем, чтобы заставить овечьи клетки производить коллаген, который удерживал бы ткани вместе.

«В случае, если у вас есть разрыв тканей, фибрин заменяется чем-то наподобие коллагена, и этот процесс нам и нужно было взять под контроль. Мы начали с желеобразным материалом, который мало подходит для имплантирования, и под конец смогли сделать из него прочную ткань из активных клеток, которая не уступает оригинальным артериям животного», рассказывает Роберт. После этого биоинженеры удалили клетки кожи, оставив в результате имплант, который не отторгается организмом ягненка. Этот процесс они проделали с тремя ягнятами, после чего отслеживали их состояние, пока они не достигли зрелого возраста.

Ягнята росли как совершенно здоровые животные, их сердца работали в нормальном режиме. Исследовав структуру их легочных артерий через год, ученые обнаружили, что имплантированные участки стали больше походить на извилистую структуру настоящих, естественных артерий, чья работа была неотличима от оригинала. Импланты не страдали от аневризмы или кальцификации, что является частой проблемой для искусственных материалов, поскольку собственные клетки ягнят выделяли эластин, сделавший ткань мягкой и эластичной.

«Тот факт, что мы получили рост правильных клеток в правильных местах и полностью нивелировали иммунный ответ организма, вселяет в нас небывалую уверенность», заявляет Транквилло. В будущем он и его команда хотят доработать технологию производства подобных органических трансплантов настолько, чтобы они могли не только приживаться в человеческом организме, но и стали на порядок дешевле (сейчас конструирование и выращивание такого импланта заметно дороже классических методов). Основными проблемами стали две трудности: во‑первых, каждый такой имплант приходится настраивать под конкретный организм; во‑вторых операция на сердце — это всегда большой риск, так что права на ошибку у ученых нет.