На грани фантастики: томская разработка поможет вырастить новое сердце

/
Регенеративная медицина отвечает за "починку" или замену больных органов или травмированной ткани. Эту задачу медики выполняют, используя стволовые клетки, из которых образуются клетки разных тканей. В наши дни специалисты умеют создавать искусственную кожу, которую пересаживают людям, пострадавшим от ожогов.

ТОМСК, 8 фев — РИА Новости, Элеонора Черная. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) уверены, что до конца столетия в больницах мира появится новая услуга — выращивание вне человека его новых органов. "Политехники" накануне Дня российской науки рассказали РИА Новости о своем вкладе в будущее регенеративной медицины — о биореакторах для выращивания человеческих тканей.

Все новости региона читайте на РИА Новости Томск >>

"Кто последний за сердцем?"

Регенеративная медицина отвечает за "починку" или замену больных органов или травмированной ткани. Эту задачу медики выполняют, используя стволовые клетки, из которых образуются клетки разных тканей. К примеру, в наши дни специалисты умеют создавать искусственную кожу методами тканевой инженерии с помощью стволовых клеток, после чего пересаживают ее людям, пострадавшим от ожогов.

Эксперты уверены, что ученым под силу вырастить не только новую кожу, но и сложные органы — печень, легкие и даже сердце. И уже через несколько десятков лет медицина будет творить чудеса в духе научно-фантастических рассказов.

Томский ученый показал "дом" для выращивания новых клеток

Лабораторные исследования, архивное фото
Японские ученые разработали новый метод выращивания стволовых клеток
Возможно, в будущем уже в роддоме у всех младенцев будут брать для заморозки пуповинную кровь, которая богата стволовыми клетками. Хранить ее будут в специальных банках. Сейчас это делают по желанию родителей. Как указано в объявлении, размещенном в интернете, сотрудники одного из банков в 150-ти городах готовы собрать пуповинную кровь и обеспечить ее хранение по цене от 59 тысяч рублей.

Если с человеком случится беда — например, он потеряет руку, то медики смогут в будущем вырастить для него из сохраненных стволовых клеток новую конечность. То же с органами: если рак поразит молочную железу, в больнице вырастят и трансплантируют новую.

У людей будет возможность "обновлять" свой организм тогда, когда это необходимо, здоровья или красоты ради. Продолжительность и качество жизни человека при этом увеличатся.

Клеткам нужен дом

"Варианты будущего медицины и нашей жизни можно придумывать разные, но ни один из них не сбудется, если не будет основы — условий для выращивания органов и тканей из стволовых клеток. Просто в какой-то колбе ни один ученый ничего не вырастит. Клетка, как ребенок — ей нужен дом, питание, и тогда мы получим то, что хотели", — рассказывает доцент ТПУ, сотрудник кафедры теоретической и экспериментальной физики Сергей Твердохлебов.

Сергей Твердохлебов, доцент ТПУ, сотрудник кафедры теоретической и экспериментальной физики возле установки для модифицирования материалов методом высокочастотного магнетронного напыления

Он и его научный коллектив уже несколько лет работают над созданием и усовершенствованием тех самых "домов" — их называют матриксами или биореакторами. Это пористые структуры, в которых закрепляются клетки.

Ученый показывает образцы матриксов. Внешне и на ощупь они похожи на листы кальки или куски марлевой ткани. Твердохлебов объясняет, что в таком биореакторе из клеток можно вырастить любой орган, но для этого нужно заставить их делиться, чтобы они формировали ту или иную ткань — соединительную, костную, кожную или сердечную.

Работа с биореакторами — мировой тренд, уверяет Твердохлебов. Ведущие мировые научные центры проводят свои эксперименты, и у каждого свои успехи на этом поприще. Большинство разработок находится в режиме ноу-хау.

Уникальные матриксы

"Сейчас для изготовления матриксов мы активно используем один из наиболее перспективных методов в мире, так называемый электроспиннинг, где матрикс формируется из ультратонких волокон под действием электрического поля", — рассказывает научный сотрудник лаборатории биосовместимых материалов ТПУ Евгений Больбасов.

Научный сотрудник лаборатории биосовместимых материалов ТПУ Евгений Больбасов держит в руках нетканые матриксы для замещения кожных покровов и регенеративной медицины

Для придания поверхности матрикса специальных свойств "политехники" используют собственную разработку — установку, которая позволяет из плазмы наносить на полимер тонкие покрытия, например, фосфаты кальция. К слову, ученые планируют собирать подобное оборудование даже на продажу под заказ.

"Мы добавляем в "дом" факторы роста. Например, тончайшее кальций-фосфатное покрытие. И клеточка, заселившись на структуру, которая имеет кальций и фосфат в своем составе, начинает дифференцироваться в костную ткань. Если клетку просто в чашку Петри посадить, там она будет беспризорная, а здесь, в матриксе, она в хорошем "домике", с хорошим питанием", — поясняет Твердохлебов.

Покрытия, разработанные в ТПУ, получили высокие оценки медиков в другом проекте вуза — его наносят на имплантаты и спицы для аппаратов Илизарова. Коллеги "политехников" из российского научного центра "Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Илизарова" показали, что покрытия способствуют лучшей фиксации костных отломков и значительно сокращают вероятность отторжения имплантата.

По словам Твердохлебова, выращивание в матриксах из клеток новых органов для применения в медицине пока в России запрещено. В настоящее время матриксы используются в "чистом виде" — без подсаженных клеток. Биореакторы после имплантации в организм пациента помогают регенерации: раны затягиваются быстрее за счет того, что собственные клетки организма быстрее делятся в подсаженном "доме".

Аспирант ТПУ Татьяна Волокитина держит в руках 3D-матриксы для замещения костных дефектов

"Теоретически, используя находящееся в нашем распоряжении оборудование, можно формировать различные типы матриксов для регенерации совершенно разных по своей природе тканей. Например, мы можем изготовить матриксы для регенерации твердых тканей: костной или хрящевой, изготовить мягкий искусственный сосуд или желчную протоку", — рассказывает Больбасов.

Матрикс, помогающий печени

Ученые Томского НИИ курортологии и физиотерапии уже несколько лет проводят исследования на лабораторных животных с использованием матриксов "политеха". Их интересует, в первую очередь, биодеградируемая функция биореакторов.

"Тема биодеградируемых матриксов актуальна. Ранее в медицине использовали материалы, которые сегодня, по мнению ученых, являются токсичными. Жизненно важно создавать материалы, которые восстанавливают ткань и при этом рассасываются. Это биодеградируемые матриксы. Их применение в организме как восстанавливающего материала является оптимальным, на мой взгляд", — считает руководитель лаборатории НИИ Константин Зайцев.

"Коллектив лаборатории в течение 15-ти лет работает со стволовыми клетками, в частности работаем с матриксом, изучаем взаимоотношения стволовых клеток с матриксом. Мы еще многого не знаем, данное направление исследований, на наш взгляд, является перспективным в области регенеративной медицины", — продолжает кандидат медицинских наук.

Данила Петлин, аспирант ТПУ

По его словам, ученые института и ТПУ совместно активно разрабатывают научное направление биодеградации новых материалов, в частности полилактидов в области применения на печени, поджелудочной и эндокринной желез. Данное направление востребовано в хирургии.

"При операциях на этих органах возникают определенные осложнения в виде образования рубцовой ткани с последующим нарушением ее физиологических функций. Что такое рубец? Это соединительная ткань, в этом месте орган теряет свои рабочие качества. Матриксы со стволовыми клетками помогают решить данную проблему. Они не дают рубцам сформироваться, предотвращают осложнения", — рассказывает Зайцев.

Работа лаборатории, архивное фото
Убить своими клетками: томские ученые придумали, как лечить рак груди

Он отмечает, что развитие данного направления в медицине является перспективным. "Нам очень повезло, что эти процессы возникают в ТПУ. Это наша удача. Пройдет совсем немного времени, и исследования войдут в больницу, мы будем реально помогать людям", — подытожил он.

Ящик Пандоры?

Ученые всего мира проводят ежегодно тысячи экспериментов на лабораторных животных в области регенерации тканей с применением искусственных матриксов. Многие добиваются успехов. Но все равно в медицине количество людей, получающих такую помощь, ограничено рамками клинических исследований и вопросами технического, этического и правового характера.

"Мы можем открыть ящик Пандоры — одно лечить, другое калечить. А вдруг применение искусственных органов, тканей и стволовых клеток может "разбудить" глубоко спящую раковую опухоль? Прежде чем разрешить использовать такие технологии повсеместно, все необходимо изучить и сделать максимально безопасным", — говорит Больбасов.

По его словам, современные ученые накапливают опыт, а решающий рывок в развитии регенеративной медицины, возможно, сделает следующее поколение.

"В мире различные страны, а также отдельные корпорации и частные инвесторы, вкладывают миллиарды долларов в это направление. Рано или поздно к каждому приходит осознание, что человек не вечен, а желание продлить активную жизнь есть у всех нас. И поэтому будущее технологий регенеративной медицины видится оптимистичным, все хотят быть здоровыми и жить долго",- считает он.

Прорывы

Об успехах научных экспериментов в области регенеративной медицины СМИ писали неоднократно. Так, сообщалось, что ученые вырастили структурно полноценные капиллярные кровеносные сосуды из стволовых клеток, полноценные клетки головного мозга, нервной системы, ткани печени, мочевой пузырь, роговицу глаза, зуб.

Также ученые смогли вырастить новое сердце мыши в каркасе старого. Была создана часть сердца человека и его клапаны. Каждое из этих событий воспринимается как прорыв и приближает нас к моменту, когда медики смогут предлагать своим пациентам "запасное" сердце, выращенное из их же клеток.

Томск

Партнеры





Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.