В био-реакторе впервые вырастили ногу
Биотехнологи из Гарвардского университета успешно создали первую в мире искусственную бионическую конечность крысы, вырастив ее мускулы, сосуды и прочие компоненты из стволовых клеток, говорится в статье, опубликованной в журнале Biomaterials.
"Наши конечности содержат в себе мускулы, кости, хрящи, кровеносные сосуды, связки, нервы и прочие вещи, каждая из которых обладает своим собственным "каркасом", который поддерживает их форму. Мы показали, что мы можем сохранить их в том виде и положении, в котором они находятся в руках и ногах, поддерживать их в таком состоянии бесконечно долгое время и использовать для повторного выращивания, как минимум, сосудов и мускулов", — заявил Гаральд Отт (Harald Ott) из Гарвардского университета (США).
Отт и его коллеги уже несколько лет работают над созданием искусственных версий поврежденных органов. Два года назад они создали остроумную методику, которая позволяет выращивать исправные копии почек, используя больной орган в качестве "каркаса" для роста стволовых клеток.
По методике Отта, поврежденный орган сначала обрабатывается комбинацией химикатов, которые уничтожают клетки и оставляют обрамляющие их соединительные белки. Затем этот "шаблон" заполняется через бывшие артерии и мочевыводящие пути "заготовками" клеток почки и сосудов, извлеченными из зародыша крысы. Аналогичным образом были выращены искусственные легкие, сердце, печень и ряд других органов.
Используя эту методику, группа Отта подготовила каркас ноги крысы, и попыталась использовать его в качестве шаблона для бионической конечности. Ученые не ставили перед собой изначальную задачу вырастить всю ногу целиком, и поэтому сфокусировали свое внимание на двух самых тяжелых частях конечности – мускулах и кровеносных сосудах.
Поместив "каркас" и набор стволовых клеток мышц, сосудов и соединительной ткани в специальный биореактор, ученые получили через несколько недель полноценную конечность, за исключением отсутствующих в ней нервов.
Для проверки работоспособности ноги ученые подключили к ее мускулам электроды, которые заставили конечность сокращаться при подаче тока. Пальцы, суставы и индивидуальные мускулы искусственной ноги успешно двигались, и, по расчетам авторов статьи, они обладали сопоставимой силой по сравнению с конечностями новорожденного грызуна.
Сейчас ученые пытаются вырастить таким же способом искусственную руку примата, используя в качестве "каркаса" ампутированную конечность бабуина, а также думают о том, как можно решить проблему с проращиванием нервных окончаний в конечности.
По словам Отта, эта проблема может решиться сама по себе.
"При пересадке конечностей в клиниках, нервы часто прорастают из культи в имплантируемую ногу или руку, что позволяет пациенту ощущать и двигать их, и мы выяснили, что этот процесс восстановления тоже зависит от "каркаса". Мы надеемся, что в будущем нам удастся использовать эту особенность тела при создании полноценных искусственных конечностей", — заключает ученый.