Сердце из биореактора

Сердце из биореактора

Еще вчера казалось, что производство запасных органов для нашего хрупкого тела - занятная фантастика, которая, кто знает, может, и реализуется в далеком будущем. А сегодня мы беседуем с человеком, благодаря которому выращивание новых органов стало реальностью и спасением для первых пациентов. Не менее удивительным кажется, что самые новаторские операции по трансплантации созданных в лаборатории органов и самые передовые исследования в области регенеративной медицины проводятся не где-нибудь, а у нас в Краснодаре

Паоло Маккиарини часто произносит слово «фантастика», когда хочет что-нибудь похвалить. Темпераментный, как герой итальянского фильма, он легко переходит от отчаянных восклицаний вроде «Все хотят моей смерти!» (это о коллегах-завистниках) к бурному восхищению перспективами исследований, сулящих спасение новых жизней.

Мы с Паоло ужинаем в одном из ресторанов Олимпийской деревни в Сочи - здесь проходит конференция «Генетика старения и долголетия», на которую со всего мира съехались крупнейшие специалисты в области борьбы со старением.

Несмотря на украинские события, от участия никто не отказался, а что касается Маккиарини, ему и границу пересекать не пришлось. Вообще-то он ученый планетарного масштаба - чуть ли не потенциальный лауреат Нобелевской премии.

Но уже несколько лет Маккиарини руководит Центром регенеративной медицины Кубанского медицинского университета. Переманить профессора в Краснодар сумели с помощью мегагранта правительства РФ в 150 миллионов рублей. На эти деньги и был создан центр.

- Здесь мне не надо гоняться за пожертвованиями и можно сосредоточиться на спасении пациентов. Кстати, записывайте - я обращаюсь к мистеру Путину: прошу выдать мне русский паспорт, как Депардье! - смеется Маккиарини.

- В обмен на новое сердце для него-

Политику здесь на конференции воспринимают под довольно необычным углом зрения.

- У нас есть пациент из Крыма, который ждет трансплантации трахеи с 2011 года, - рассказывает Паоло. - Я несколько раз его смотрел, но прооперировать не мог: ему пришлось бы платить за это, больница не может принять бесплатно иностранного гражданина. Но сейчас Россия захватила... ой, то есть присоединила Крым, и мы сможем сделать ему операцию бесплатно - вот этому я очень рад! В начале июня будем оперировать.

Как выращивают органы

Технология производства трахеи, разработанная Маккиарини, - гордость и главное достижение регенеративной хирургии, новаторского направления медицины, которое занимается выращиванием органов. В 2008 году он первым в мире провел операцию по пересадке пациентке трахеи, выращенной из ее собственных стволовых клеток на донорском каркасе в биореакторе, в 2009-м осуществил другую уникальную операцию: на этот раз орган был сформирован внутри тела пациента без использования биореактора. Наконец, в 2011 году провел первую операцию по трансплантации человеческого органа, целиком выращенного в лаборатории на искусственном каркасе, то есть без использования донорских органов.

В Россию Маккиарини впервые приехал в 2010-м - по приглашению фонда «Наука за продление жизни» провел в Москве мастер-класс по регенеративной медицине. Вскоре он сделал первую в России операцию по трансплантации трахеи девушке, которая после автомобильной катастрофы не могла разговаривать и даже ходить из-за проблем с дыханием. Девушка выздоровела, Маккиарини выиграл мегагрант и стал проводить свои операции у нас в стране, все время добавляя в них что-то новое. Так, недавно он вместе с искусственной трахеей пересадил пациентке часть гортани.

- Как можно вырастить орган отдельно от самого человека- - не могу я взять в толк.

- Вообще говоря, это невозможно. Из клеток взрослого человека целый орган вырастить не получится. Помимо клеток нужно кое-что еще - донорский орган или искусственный каркас.

Вначале мы делали так: брали орган донора - человека или животного (обычно свиньи) и освобождали его от генетического материала, то есть от клеток. Для этого орган помещали в специальную жидкость, растворяющую мышечные ткани и другие клетки, чтобы остался лишь каркас из соединительной ткани, сетка волокон. У любого органа есть каркас, придающий ему форму, - называется внеклеточный матрикс. Каркас очищенного от клеток органа, взятого у свиньи, не отторгается иммунной системой человека, но там все равно есть проблемы: можно случайно занести вирус, ну, и у многих людей это вызывает неприятие, например у мусульман. Так что лучше всего было использовать каркас человеческого сердца, взятого у погибшего донора.

Но в 2011 году мы освоили технологию, не требующую доноров вообще, - создание синтетического каркаса. Он производится по размерам пациента, это такая трубка из упругого и пластичного нанокомпозитного материала. Это настоящий прорыв: синтетический каркас освобождает нас от доноров - а для детей, например, их чаще всего и не найти, - снимает вопросы биоэтики и делает операцию намного более доступной.

- Но как из этой трубки сделать живой работающий орган-

- В биореакторе!

- Это что-то вроде биопринтера-

- Нет, - смеется Маккиарини, - биопринтер позволяет производить простые ткани, сосуды например, но не сложные органы. А биореактор - это устройство, в котором созданы оптимальные условия для роста и размножения клеток. Он обеспечивает им питание, дыхание, отводит продукты обмена. В биореакторе мы засеиваем на каркас мононуклеары - клетки пациента, выделенные из костного мозга. Это такой вид стволовых клеток, способных превратиться в специализированные клетки разных органов. Каркас в течение 48 часов обрастает этими клетками, а мы побуждаем их превратиться в клетки трахеи. И орган готов, его можно пересаживать пациенту. Организм его не отторгает, ведь он выращен из клеток самого пациента.

Мозг, сердце и пенис

- Вы ведь не собираетесь ограничиваться трахеей-

- Следующими будут пищевод и диафрагма. Сейчас мы испытываем их на животных. А потом вырастим первое работающее сердце - видимо, в коллаборации с Техасским институтом сердца.

На Кубани есть питомник обезьян для медицинских исследований - если все получится, мы будем испытывать на них работу выращенного в лаборатории сердца. Вообще говоря, здесь многие такие вещи сделать гораздо проще, чем в Европе или США. Так что через несколько лет эта технология дойдет до клиники. Есть хорошие шансы, что первое человеческое сердце будет выращено в России.

- А какие органы требуются чаще всего-

- Ко мне часто обращаются со странными запросами. Однажды президент, кажется, Всемирного общества гомосексуалистов попросил сделать ему пенис.

- Второй пенис - интересная мысль!

- Да нет, единственный, почему-то его не было. Но я не смог ему помочь, ничего в пенисах не понимаю. И матку просили сделать. Люди ведь хотят не только продления жизни, и несчастны они не только из-за болезней - им не дают покоя всякие безумные желания.

Но мы не занимаемся всеми этими модными вещами. Что мы действительно пытались сделать - это вырастить яички, потому что очень много детей страдает раком яичек или их врожденными аномалиями. Но, к сожалению, стволовые клетки не получается превратить в клетки яичек, и мы вынуждены были остановить эти исследования.

А вообще, конечно, мы стараемся работать над тем, что больше всего нужно нашим пациентам. Вот Елена Губарева сейчас делает очень важный проект по выращиванию диафрагмы. Если все получится, это спасет тысячи детей, которые рождаются без диафрагмы и умирают из-за этого.

- Какие органы сложнее всего будет вырастить-

- Сердце, печень, почки. То есть вырастить их нетрудно - сегодня вполне реально создать любые органы и ткани. А вот заставить их нормально функционировать, вырабатывать необходимые организму вещества очень сложно. Выращенные в лаборатории, они перестают работать уже через несколько часов. Проблема в том, что мы недостаточно хорошо понимаем, как они работают.

Но, может, нам и не нужно будет их выращивать - я мечтаю о том, чтобы использовать стволовые клетки для восстановления работоспособности этих органов. Можно ведь стимулировать процессы регенерации в самом организме. Это просто фантастически привлекательное и дешевое решение: любой человек даже в самой бедной стране имеет собственные стволовые клетки, и не нужно никаких операций по трансплантации органов!

- Много нужно времени, чтобы вырастить человеческий орган-

- Зависит от его сложности. Трахею мы выращиваем за 3-4 дня, для сердца потребуется 3 недели.

- А мозг можно вырастить-

- Да, я мечтаю поймать некоторых политиков и заменить им мозг. И яйца заодно. Но если серьезно, выращивание мозга входит в мои планы.

- Да ведь в мозгу главное - бесчисленные связи между нейронами, как их воссоздать-

- Все обычно переусложняют эту проблему, все гораздо проще. Речь, конечно, не о замене всего мозга. Допустим, я подстрелил вас. У вас ранение в голову, вы потеряли часть мозга, но выжили. А если заменить эту нефункционирующую часть субстратом, функция которого - вызывать рост нейронов, притягивая их из других частей мозга- Тогда поврежденная часть со временем восстановится, постепенно вовлекаясь в деятельность мозга и обрастая связями. Это могло бы полностью изменить жизнь тысяч пациентов!

Мечты и разочарования

- Как к вашим успехам относятся коллеги-

- Ох, сложная это тема, - грустнеет Маккиарини. - Когда вы делаете что-то совсем новое, впервые в истории, вас всегда ругают. И пройдет столько времени, прежде чем люди примут то, что вы делаете! Меня до сих пор критикуют, и жестко, ведь я делаю безумные, небывалые вещи. Люди бывают очень ревнивы к успеху коллег: меня много атаковали, пытались максимально осложнить мне работу, иногда очень грязными способами.

- Что самое сложное в вашей работе и жизни-

- В моей жизни- Да у меня нет частной жизни. Все так запущено! Самое сложное - отнюдь не наука, а эти атаки коллег, их ревность. Если б они хотя бы делали это с уважением! Нет, тотальное неуважение, никаких человеческих отношений, только конкуренция. Я опубликовал десятки статей в ведущих научных журналах, но мне по-прежнему заявляют, что у меня нет доказательств, что наши методы работают. Они готовы критиковать все на свете, даже как я в туалет хожу.

У меня столько проблем из-за этой ревности, на меня все время адски давят. Наверное, это цена, которую должен заплатить каждый первопроходец. Но ведь мы спасем жизни - это так прекрасно, это стоит любых атак... Стойте, я хочу тирамису! Тирамису! Тирамису! И американо, пожалуйста.

- О чем вы мечтаете-

- В личном плане- Сесть в лодку и уплыть подальше от всех. И больше никаких контактов с этим миром. Только я и моя собака - мне достаточно. А в профессиональном плане мечтаю о том, чтобы спасать людей без трансплантации органов - путем клеточной терапии. Вау! Это было бы фантастически, просто фантастически здорово!

- Когда технология выращивания органов станет массово доступной в развитых странах-

- Технология выращивания трахеи уже отработана почти до совершенства. Если мы будем продолжать клинические испытания в Краснодаре, года через два накопится достаточно доказательств, что этот метод безопасен и эффективен, и его начнут применять в других местах. Это зависит от числа пациентов прежде всего, ну, и от многих других вещей. А я буду заниматься пищеводом, диафрагмой, сердцем... Думаю, прогресс будет быстрым, особенно в России. Запасайтесь терпением и ждите - сами все увидите.

- Интересно, а новое тело для моего мозга можно будет вырастить-

- Это еще зачем-

- Чтобы продлить жизнь и молодость, конечно.

- Не понимаю, зачем вам опять молодое тело, чтобы покорить тысячи девушек- Скучно же жить слишком долго.

- Что-то мне пока не становится скучно, скорей наоборот.

- Ну не знаю. Меня уже тошнит от этой жизни! Вы, русские, всегда призываете всех бороться со старением. Вы философы и мечтатели, вам кажутся ужасно важными чисто философские проблемы.

- Да что ж тут философского, что может быть естественней любви к жизни-

- Вы хотите бороться с природой, а я считаю, наши тела уже совершенны. Посмотрите на себя. Нет, лучше не на себя, а на девушек - природа сотворила их совершенными, кто я такой, чтобы бороться с ней-

- Вы уже боретесь, делая операции.

- Надо же, какой необычный у нас разговор начался. Такие только в России случаются...

Мы спорили еще долго - пока нас не выставили из закрывающегося ресторана.

Кого еще удалось сманить в Россию с помощью мегагрантов

Цель программы мегагрантов - привлечь ведущих мировых ученых в российские вузы. Уже состоялось четыре таких конкурса. Первый прошел в 2010-м, последний - в 2014 году. В резуль-тате мегагранты получили 163 российских и зарубежных ученых. Среди них немало знаменитостей, есть даже несколько нобелевских лауреатов. «РР» знакомит с некоторыми из них

Сидней Альтман

Лауреат Нобелевской премии по химии 1989 года, профессор Йеля, займется разработкой антибактериальных и антивирусных препаратов в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН в Новосибирске.

Йорн Тиде

Известный немецкий специалист в области морской геологии и глубоководного бурения, возглавил лабораторию «Палеогеография и геоморфология полярных стран и Мирового океана» на факультете географии и геоэкологии СПбГУ, которая занимается изучением изменений климата в Арктике и обоснованием права России на арктический шельф.

Рональд Инглхарт

Политолог и социолог из США, профессор Мичиганского университета, занимается сравнением ценностных ориентиров в разных странах; в России работает в Высшей школе экономики.

Симомура Осаму

Лауреат Нобелевской премии по химии 2008 года, создатель зеленых светящихся кроликов и поросят, исследует биолюминесценцию в красноярском Сибирском федеральном университете.

Антонио Луке Лопес

Физик, изобретатель и миллионер, профессор Мадридского университета, занимается в питерском физтехе разработкой новых типов солнечных батарей.

Марио Биаджоли

Профессор факультета исследований науки и технологий в Калифорнийском университете в Дэвисе, руководит исследованиями социологии научного и технологического предпринимательства в Европейском университете в Санкт-Петербурге.

Павел Певзнер

Директор программы по биоинформатике и системной биологии в Университете Калифорнии (Сан-Диего), директор Национального центра по вычислительной масс-спектрометрии, создает уникальную для России лабораторию алгоритмической биологии, где ученые займутся чтением геномов.

Newsland.ru

Похожие новости:
Врачи впервые осуществили пересадку «мертвого» сердца
Австралийские хирурги первыми в мире пересадили трем пациентам «мертвое» сердце, сообщает The Guardian. Трансплантацию сердца, которое уже перестало биться, ученые назвали эпохальным событием: благодаря новой технике увеличится набор пригодных для пересадки органов, что сохранит как минимум ..
2014-10-27 2089 0 Технология
1
Создано биомеханическое сердце
Искусственное сердце на основе тканей коровы и механических компонентов готовится к клиническим испытаниям на людях. Попытки создать искусственный заменить человеческого сердца продолжаются уже несколько десятилетий. Но к устройству, которое должно бесперебойно работать, выталкивая кровь 35 миллионов раз в год, как это делает настоящее ..
2013-06-4 2067 0 Технология
0
Впервые создано биомеханическое человеческое сердце
Ученые и инженеры создали сердце-киборг, состоящее из комбинации искусственных материалов и живой тканий. Новое устройство может помочь миллионам людей, которые ждут пересадки сердца. Французская компания Carmat создала новый тип искусственного сердца, который сочетает синтетические и биологические ..
2013-06-8 2178 0 Технология
0
В Японии создали медицинский датчик высокой точности
Японские ученые изобрели тонкий липкий датчик, который может быть приклеен на подвижные швы, сердце и другие живые ткани тела. Новое открытие дает возможность имплантировать в организм датчики, которые сложно обнаружить, и позволяет врачам больше ..
2014-12-23 10625 0 Технология
0
Ученые вырастили сердечные мышцы для морских свинок
Ученые восстановили поврежденные участки сердечной мышцы морских свинок при помощи клеток сердца (кардиомиоцитов), выращенных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, сообщает The Seattle Times. Сердце морской свинки бьется со скоростью 200-250 ударов в минуту, примерно на верхнем ..
2012-08-9 2363 0 Технология
0
Китайские биологи получили человеческую кровь из риса
Китайские биологи превратили обычный посевной рис в белковую "фабрику", производящую альбумин - основной белковый компонент человеческой крови, разработали технологию извлечения этого белка из этого "биореактора" и опубликовали свои выводы в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ..
2011-11-2 2217 0 Технология
0
Стволовые клетки не восстанавливают сердце у взрослых
Данные исследования ученых из Корнельского университета и университета Бонна говорят, что стволовые клетки и в правду могут заменить мертвые ткани сердца после сердечного приступа в раннем возрасте, но те же клетки теряют эту регенеративную способность у взрослых.Исследование, которое провели на мышах, показало, ..
2012-08-1 2493 0 Технология
0
Ведущие специалисты трасплантологи собрались в Москве
В Москве в эти дни решаются судьбы тысяч тяжелобольных людей. На первом национальном конгрессе трасплантологи сформулируют положения, которые в перспективе лягут в основу законодательства, регулирующего эту деликатную сферу медицины. О необходимости изменений в этой отрасли говорится и в телеграмме, которую участникам форума ..
2013-05-30 1648 0 Технология
0
Индия: первая операция по вживлению насоса сердца
В Индии впервые проведена операция по вживлению в тело пациента искусственного сердечного насоса. Сложнейшую процедуру перенёс 42-летний мужчина после того, как ему поставили диагноз редкой болезни сердца. Операцию провели в больнице города Ченнаи. Теперь Сатиш Кумар сможет ..
2013-10-1 2170 0 Технология
0
Электронные татуировки могут прослушивать сердце плода
Электронный пластырь может анализировать сложные мозговые волны и прослушивать сердце плода. В ближайшее время анализ мозга может значительно упроститься. «Электронные татуировки», содержащие гибкие электронные схемы могут записывать некоторые сложные процессы мозга точно ..
2013-04-27 3404 0 Технология
0
Исследователи ищут способы реанимации мертвых
Группа ученых, клинических врачей и инженеров в Реанимационном центре Пенсильванского университета, работает над поиском методов возвращения к жизни пациентов, пробывших длительное время в состоянии клинической смерти. Все начинается на клеточном уровне, рассказывает iscience.ru. По словам адъюнкт-профессора реаниматологии доктора ..
2012-02-11 2514 0 Технология
0
Умная одежда. Специальный репортаж
Рубашки, которые знают, как бьется ваше сердце; ботинки, которые могут зарядить ваш телефон; кожаная куртка, отгоняющая маньяков; футболка – гитара; невесомые кроссовки… Все вышеперечисленное давно изобрели и продают за границей. Что из высокотехнологичной одежды можно купить в столичных ..
2013-01-7 2035 0 Технология
0
Ученые протестировали лекарство, стирающее воспоминания
Исследователи из Флоридского университета в США разработали лекарство, которое избавляет человека от воспоминаний, полученных во время наркотического опьянения. Научная работа с описанием препарата появилась в журнале Nature. Ученые отметили особенность белка актин, который участвует в создании связей между ..
2015-08-13 4822 0 Технология
1
Ученые США создали лазер мощностью 500 триллионов ватт
Исследователи из Национального фонда изучения пламени (NIF) Ливерморской национальной лаборатории добились лазерного выстрела: 192 пучка мощностью более 500 триллионов ватт (TW) и 1, 85 МДж ультрафиолетового излучения поразили цель в 2 мм в диаметре. Чтобы представить эти цифры, 500 TW – это в тысячу раз больше того, ..
2012-07-16 2239 0 Технология
0
Ученые создали медузу из силикона и клеток сердца
Американские биотехнологи создали из силикона и мускульных клеток сердца миниатюрного робота-медузу, способного плавать так же быстро, как и его живые аналоги. Устройство под названием Medusoid имитирует особенности передвижения настоящих медуз и то, как они захватывают пищу. «Меня приятно удивило, как близко мы подошли к полноценной ..
2012-07-23 2190 0 Технология
0