Антистарение

Исследователи из Университета Уэйк-Форест в Уинстон-Сейлеме, штат Северная Каролина, вырастили мочеиспускательные каналы из собственных тканей пятерым больных подросткам, восстановив целостность поврежденных каналов пенисов.
Небольшие образцы ткани мочевого пузыря брали у пяти подростков в возрасте от 10 до 14 лет. Мочеиспускательные каналы всех участников эксперимента были повреждены в результате травм.
Полученные клетки поместили в питательную среду, чтобы вырастить достаточное их количество для создания органа. Затем этими клетками "заселили" сетчатые каркасы из распадающегося в организме материала. Каркасы в форме трубок были сделаны по размеру мочеиспускательных каналов добровольцев.
Через неделю инкубации на питательной среде клетки на каркасах сформировали полноценные каналы. Их пересадили подросткам взамен поврежденных, после чего нарушенное мочеиспускание полностью восстановилось. Через шесть лет после операции уретры у всех добровольцев продолжали функционировать нормально. Исследователи констатировали успех эксперимента в отчете, опубликованном в журнале The Lancet.
Как отмечается в сообщении, стандартное лечение подобных пациентов заключается в пересадке каналов из искусственных материалов. Успешность подобных операций не превышает 50 процентов. Даже в случае успеха многие пациенты страдают недержанием мочи или хроническими инфекциями мочевыводящих путей.
Та же группа ученых под руководством Энтони Аталы (Anthony Atala) ранее вырастила в лаборатории человеческие мочевые пузыри и половые члены кроликов, а также разработала трехмерный принтер для "печати" органов. В настоящее время коллектив работает над технологиями выращивания более 30 различных органов и тканей.

По материалам Медицинского портала (medportal.ru/mednovosti/news/2011/03/09/urethra/) и BBC ("World's first tissue-engineered urethras hailed success" – www.bbc.co.uk/news/health-12666171, 08.03.2011)

Представляю читателям сайта последнюю на сегодня публикацию о работах доктора Энтони Атала. Он со своими сотрудниками предложил достаточно революционную технологию создания органов.

Выступая на конференции TED (Technology Entertainment and Design) в калифорнийском городе Лонг-Бич, ученый Энтони Атала (Anthony Atala) из Института регенеративной медицины Уэйк-Форест продемонстрировал работу трехмерного принтера, разработанного для создания органов из собственных тканей пациента.
Сначала собственный орган больного сканируют с различных ракурсов, чтобы получить его точное трехмерное изображение, включая внутреннее строение. Полученный образ загружают в трехмерный принтер, туда же помещают небольшой образец ткани органа.
Запущенное устройство послойно воспроизводит структуру заданного органа, создавая практически точную его копию, включая сосуды. Этот процесс занимает от шести до семи часов.
В течение трехчасового доклада Аталы принтер создал из биологически совместимых материалов лишь фрагмент модели почки. Однако в конце выступления ученый продемонстрировал присутствующим "напечатанный" заранее орган.
По словам Аталы, новое устройство способно не только создавать отдельные структуры для трансплантации, но и заживлять раны непосредственно на пациенте. Для этого специальное устройство сканирует поврежденную область, а принтер заполняет ее необходимыми типами тканей. Кроме того, отметил исследователь, в виде каркаса для нового органа можно использовать пораженный, наполняя его свежевыращенными клетками.
Применение нового прибора может решить сразу две основные проблемы трансплантологии. Во-первых, отпадает необходимость поиска подходящего донора, который может продлиться дольше, чем реципиент способен ждать. Во-вторых, полученный орган создается из собственных тканей пациента, что предотвращает его отторжение и снимает необходимость приема токсичных иммуносупрессивных препаратов.
Представленная методика является развитием предыдущих наработок научного коллектива Аталы. Ранее исследователям удалось вырастить полностью функционирующий мочевой пузырь человека, а также половые члены кроликов, которые вернули животным после ампутации этого органа возможность спариваться.

По материалам Медицинского портала (http://medportal.ru/mednovosti/news/2011/03/05/printer/) и PhysOrg ("Surgeon creates new kidney on TED stage" – www.physorg.com/news/2011-03-surgeon-kidney-ted-stage.html, 04.03.2011)

Конечно, данная технология еще не проработана до конца, главное, что она предлагает, по-моему, это то, как можно создать матрицу для клеток и как их в эту матрицу заселять. Но остается еще много вопросов.
Кроме того, при беглом анализе публикаций в интернете, посвященных этой новой технологии и после просмотра сокращенного варианта доклада Аталы (который есть на YouTube) можно заключить, что верхний кадр (из клипа на странице www.physorg.com/news/2011-03-surgeon-kidney-ted-stage.html) показывает окончательную реализацию "принтера"органов, а два кадра ниже показывают его экспериментальный вариант, показывая то, как сотрудники доктора Аталы использовали "обычный" струйный принтер (скорее всего HP) для создания "органа" в обрезке шприца, предварительно заливая в картриджи необходимый материал и клетки (?).

Сотрудники Института регенеративной медицины Уэйк-Фореста (Северная Каролина, США), пересадили кроликам ткани полового члена, выращенные в лаборатории. В результате этой манипуляции им удалось полностью восстановить эрекцию и способность к размножению у животных, собственные детородные органы которых были перед экспериментом удалены.

Исследование, о котором сообщает Nature, проводилось группой под руководством Энтони Аталы (Anthony Atala). Опыты по пересадке биоинженерных тканей полового члена животным проводились исследователям ранее, однако тогда речь шла о частичной трансплантации тканей, отвечающих за эрекцию. Несмотря на то, что в ходе предыдущего эксперимента подопытные кролики смогли спариться с самками, которые позже принесли потомство, эрекция у животных была восстановлена лишь частично.
В новом исследовании кроликам были пересажены все отвечающие за поддержание эрекции структуры полового члена: два пещеристых тела и губчатое тело.  Эти анатомические образования были "выращены" в лаборатории из собственных клеток эндотелия кровеносных сосудов и клеток гладкой мускулатуры подопытных животных. В качестве “каркаса”, в который заселялись новые клетки, использовались очищенные от собственных клеток пещеристые и губчатые тела кроликов-доноров. Полученные таким образом анатомические структуры были совместимы с организмом подопытных животных и не вызывали реакции отторжения при пересадке.
Пересадка искусственно выращенных фрагментов тканей привела к практически полному восстановлению эрекции у кроликов с хирургически удаленными половыми органами. Так, измерения показали, что в момент эрекции в пещеристых и губчатых телах пенисов животных поддерживался нормальный для этого состояния уровень кровяного давления. Как и в предыдущем эксперименте, все кролики успешно спаривались с самками, часть из которых забеременела и принесла потомство.
“Биониженерные структуры были полностью функциональны и обеспечивали поддержание эрекции, нормальное спаривание, эякуляцию и оплодотворение”, - отмечают авторы эксперимента.
По мнению исследователей, в будущем пересадка выращенных "в пробирке" тканей может быть использована при реконструкции половых органов у пациентов, перенесших онкологические заболевания или серьезные травмы.
Некоторое время назад группа Энтони Аталы впервые провела успешный эксперимент по пересадке пациенту искусственного мочевого пузыря, созданного по аналогичной технологии.

По материалам Медицинского портала (medportal.ru/mednovosti/news/2009/11/10/rabbits/) и Nature ("Engineered penis raises reproduction hopes" — www.nature.com/news/2009/091110/full/news.2009.1075.html, 10.11.2009)

Группе американских ученых из Института регенеративной медицины под руководством доктора Энтони Аталы (Anthony Atala) удалось вырастить искусственные пенисы из собственных клеток подопытных кроликов. После имплантации искусственных половых органов вместо удаленных собственных взрослые животные снова смогли оплодотворять самок.
Современные лекарственные препараты способны помочь многим мужчинам, страдающих импотенцией, однако некоторые ее формы, связанные с органическими повреждениями половых органов, до сих пор считаются практически неизлечимыми. Таковым является так называемый фиброз пещеристых тел – патологическое изменение здоровых тканей полового члена, вызванное нарушением кровоснабжения и воспалительными процессами при болезнях сосудов, инфекциях и сахарном диабете. Протезирование полового члена считается сейчас единственным эффективным средством лечения эректильной дисфункции, вызванной фиброзом пещеристых тел.
Американские ученые попытались разработать технологию восстановления поврежденного полового органа из собственных клеток пациента. При помощи стандартной биопсии исследователи получили образцы клеток гладкой мускулатуры и пещеристых тел полового члена подопытных животных. Для дальнейшего размножения клетки были помещены в питательную среду на специальные коллагеновые матрицы, что позволило в конечном итоге получить фрагменты тканей необходимой трубчатой формы.
На следующем этапе собственные пенисы кроликов были удалены, и им были пересажены фрагменты тканей, выращенные в лаборатории. Наблюдение за приживлением и функционированием имплантатов продолжалось в течение 6 месяцев. За это время искусственные органы постепенно обрели чувствительность и способность к эрекции.
На завершающем этапе экспериментов подопытные кролики получили доступ к половозрелым самкам. Процесс оплодотворения прошел успешно, и через некоторое время крольчихи принесли здоровое потомство.
Исследователи полагают, что эксперименты, проведенные на подопытных животных, со временем можно будет повторить и на страдающих неизлечимой эректильной дисфункцией людях. Однако при лечении таких больных врачам необходимо будет не только восстановить здоровые ткани полового члена, но и обеспечить их бесперебойное кровоснабжение. В противном случае рецидив фиброзного перерождения тканей будет неизбежен.
Эксперимент с выращиванием и вживлением искусственного полового члена подопытным животным – не первое громкое достижение доктора Аталы в области искусственной регенерации органов. В апреле 2006 г. группа исследователей под его руководством заявила об успешной пересадке нескольким пациентам искусственного мочевого пузыря, выращенного in vitro из собственных клеток больных.

По материалам Медицинского портала (medportal.ru/mednovosti/news/2006/05/24/rabbit/)

Американские ученые в 2006 г. сообщили об успешных испытаниях новой технологии, позволяющей в лабораторных условиях выращивать внутренние органы из небольших фрагментов собственных тканей больного. Отчет о семи удачных операциях по пересадке искусственно выращенного мочевого пузыря был опубликован в журнале The Lancet.
Искусственно созданные органы успешно функционировали на протяжении длительного времени: с момента первых операций, проведенных по новой технологии, прошло уже несколько лет.
По мнению координатора исследовательского проекта доктора Энтони Аталы (Anthony Atala), новая техника поможет врачам решить проблему дефицита донорских органов. Кроме того, при пересадке органов, созданных из собственных клеток, отсутствует риск отторжения и больным нет необходимости принимать иммунодепрессанты, что избавляет их от большого числа тяжелых побочных эффектов.
Для создания искусственного мочевого пузыря группа доктора Аталы использовала клетки-предшественники, при дифференциации которых образуются мышечные клетки наружной оболочки этого органа и клетки эпителия, выстилающие его внутреннюю поверхность.
Ученым удалось разработать методику выделения клеток-предшественников и последующего выращивания из них отдельных слоев, в которых преобладали либо мышечные, либо эпителиальные клетки. Затем отдельные слои совмещались. По словам Энтони Аталы, это было похоже приготовление слоеного пирога.
Изготовленные таким образом искусственные органы были предназначены для нескольких больных в возрасте от 4 до 19 лет, страдавших дисфункцией мочевого пузыря, вызванной наследственным заболеванием. Нарушение мочеиспускания у этих больных могло привести к тяжелому поражению других внутренних органов, и прежде всего почек.
Искусственно выращенный имплантат прикреплялся к мочевому пузырю пациентов. В течение нескольких лет, прошедших после операций, медики наблюдали постепенное улучшение состояния больных.
Группа Энтони Аталы работает над созданием других сложных органов: сосудов, нервов, почек, печени, сердца и поджелудочной железы.

Доктор Энтони Атала в начале 2000-х годов начинал свои исследования, связанные с выращиванием мочевого пузыря, работая в Бостонской детской больнице. Основой для его исследования послужили работы, выполненные в 2000 г. учеными из лаборатории тканевой инженерии этой больницы совместно с коллегами из Гарвардской медицинской школы. Тогда удалось успешно выполнить пересадку мочевого пузыря шести собакам. После пересадки выращенных в лаборатории пузырей, животные могли нормально мочиться.
Для создания искусственных органов ученым пришлось сначала взять образец клеток из "естественного" мочевого пузыря собак, затем культивировать мышечные и эпителиальные клетки на специальных средах. С помощью полимерных шариков будущему искусственному органу была придана нужная форма.
В 2002 г. доктор Атала, посчитав, что методика разработана достаточно, чтобы начать ее применение на пациентах, обратился за разрешением на проведение клинических испытаний в Управление по пищевым продуктам и лекарствам (FDA). В 2006 году в журнале "Ланцет" уже были опубликованы результаты испытания имплантатов мочевых пузырей на добровольцах.

По материалам Медицинского портала (medportal.ru/mednovosti/news/2006/04/04/bladder/ и medportal.ru/mednovosti/news/2002/02/15/puz/)