6 Августа 2018

Выращенные в лаборатории свиные легкие являются отличной новостью для будущего трансплантации органов

Опубликовал Н.А. Рыков

Даже если они ещё не совсем готовы для пациентов.

Одно из новых легких находится в биореакторе в лаборатории

Тысячи американцев каждый год подвергаются трансплантации легких, чтобы заменить органы, не справившиеся по одной из десятков причин. Но эти ткани невероятно хрупкие, а пятилетняя выживаемость при трансплантации легких составляет всего лишь 50-60%. Не существует бесчисленного количества жизнеспособных доноров легких, которые идеально соответствовали бы телу реципиента, и даже если врачи вносят коррективы в легкие донора, чтобы сделать их более жизнеспособным, всегда возникает опасение, что иммунная система пациента не примет новый орган вовсе. Иммунодепрессанты снижают эту возможность, но также ставят пациенту более высокий риск заражения серьезной инфекцией. В результате многие люди умирают ещё находясь в списке ожидания или вскоре после трансплантации от осложнений.
Биоинженерное легкое было бы потрясающим решением для многих из этих препятствий. Появление современной медицины позволило врачам по существу создать человеческое легкое в лаборатории с нуля - монументальный подвиг Джоан Николс и ее коллеги из Медицинского отделения Университета Техаса, выполненный в 2014 году. Годы спустя они теперь представляют результаты другого раунда испытаний, которые иллюстрируют успешную трансплантацию единичных лабораторных легких в свиней, без необходимости в иммунодепрессантах, в конечном счете приближая перспективы биоинжиниринговых трансплантаций легких ближе к реальности.
«До сих пор было несколько исследований на мелких животных, но период выживания был очень коротким», - говорит Николс, ведущий автор нового исследования, опубликованного в среду в Science Translational Medicine. «Это первый случай, когда все биоинженерное легкое было пересажено».
Роль свиней в дальнейшей трансплантации органов не является чем-то новым: они крупные животные с достаточным количеством сходства с людьми, когда дело доходит до размера органа, и их довольно легко найти и поднять. Но органы свиньи не являются человеческими органами, и даже с помощью новых инструментов, таких как редактирование генов, все еще существуют большие риски, пытаясь заставить наши тела ладить с этими новыми сортами гостей. Но биоинжиниринговое легкое, сделанное из собственных клеток реципиента, должно быть более совершенным, когда его пересаживают обратно в свинью, чем целое легкое, приобретаемое отдельно.
Несмотря на то, что создание легкого с нуля - это кропотливая задача, общий процесс не слишком сложен для понимания. На самом деле, это похоже на то, как если бы вы что-то строили. Вам нужно начать с создания каркаса - каркаса жестких гибких белков (коллагена и эластина), которые могут расти на клетках и кровеносных сосудах органа. В этом случае исследователи сделали этот эшафот, собрав мертвые органы свиньи и вылив их в кучу сахара и моющего средства, которое оставляет «скелет» легкого позади.
Затем команда отправляется к свинье - получателю для испытания и удаляет одно легкое для использования в качестве источника клеток для биоинжинирингового легкого. После обработки эшафота гидрогелями с заполненным фактором роста и наночастицами они добавляют клетки легких, инициируют развитие кровеносных сосудов и позволяют всему этому расти в биореакторе в течение 30 дней.
Николс и ее команда заметили, что когда биоинженерные легкие попадали в их свиней, развилась жизнеспособная связь кровеносных сосудов с остальной частью сосудистой системы животного. Легкие продолжали расти и развиваться нормально в организме каждого животного. Действительно экстраординарная часть новых результатов заключалась в успешном развитии и созревании микроциркуляции легкого - месте, где происходит комплексный обмен кислорода с кровотоком.
Команда успешно пересадила четыре пары легких свиней в четырех свиней - рецензентов, которых поддерживали в живых в течение: 10 часов, двух недель, одного месяца и двух месяцев после операции.

Исследователи должны были собрать биоинжинированные легкие для более тщательного изучения того, насколько хорошо они развились в организме, поэтому вполне возможно, что свиньи могли бы жить в состояния полного здравия за гранью двух месяцев.
Нет никаких сомнений в том, что новые результаты будут приветствоваться, но никто, в меньшей степени, исследовательская группа, слишком себя не опережает. Николс называет последние испытания «небольшим доклиническим проектом» и подчеркивает, что «то, что мы делаем, в порядке, но оно не будет способствовать производству легких для клиники. Нам нужно более совершенное оборудование, которое действительно отвечает потребностям проекта », в дополнение к большему финансированию. Испытания на других моделях животных перед людьми также могли бы подкрепить результаты.
Более того, «нам действительно нужно доказать, что животные могут выживать на кислороде, обеспечиваемом только сконструированным легким», - говорит она. Необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше показать, насколько хорошо биоинженерные легкие поддерживают оксигенацию и газообмен. Более идеальным испытанием было бы, чтобы свиньи - рецепиенты выживали на пересаженных легких между 6 и 12 месяцами, закрывали нормальное легкое («легко осуществить и не повредить животное», говорит Николс) и показали, что они могут выжить только за счёт биоинженерного легкого. «Это докажет нашу концепцию! Легкие, которые мы делаем, похоже, нуждаются во времени в животном, чтобы созреть полностью ».
На вопрос о том, действительно ли эта работа может привести к разработке лабораторных человеческих легких для людей, Николс был уверен, что если будущие испытания будут проверены, и команда сможет найти достаточное финансирование для своей работы, они могут провести клинические испытания в ближайшие пять или восемь лет.
Тем не менее, им может потребоваться передышка. «Этот проект занял 15 лет, чтобы дойти до этого момента, и мы в восторге от того, что мы сделали это хорошо», - добавляет Николс, и уточняет, что «сейчас мы довольно устали».