Важнейшее достижение медицины, способное спасти миллионы жизней: японские генетики во главе с российским ученым Константином Агладзе впервые вырастили из стволовых клеток живое человеческое сердце. Это прорыв не только для трансплантологии, но и для фармацевтики: на созданных таким образом органах можно будет испытывать лекарства.
Клетки человеческого сердца — под микроскопом. Сердечная мышца образуется поэтапно. Сначала клетки собираются в пульсирующие разрозненные капли, которые затем сами без внешних воздействий находят друг друга и объединяются в сплошную ткань.
Созданием живых человеческих органов в лабораториях Киотского университета ученые занимаются уже около пяти лет. Источник генетического материала — индуцированные стволовые клетки. Из них состоит эмбрион на начальном этапе развития, и именно они являются предшественниками конкретных органов.
Главное – понять, при каких условиях запускается механизм образования тех или иных тканей. В этой лаборатории группе генных инженеров удалось обнаружить химическое вещество, которое приводит в действие механизм трансформации. Из каждой сотни индуцированных протоклеток 80 становятся клетками сердца.
Оптимальная температура хранения клеток — около 37 градусов. Не всем повезет держать в руках частицу человеческого сердца. Чтобы убедиться, что она живая, ее нужно положить под электронный микроскоп. При увеличении в несколько миллионов раз видно, что ткань сокращается.
На сегодняшний день это самый эффективный метод. Мышца работает сама по себе, без внешних стимуляторов: 50-70 ударов в минуту.
“Так выглядят элементы человеческого сердца через месяц после того, как они были получены из индуцированных стволовых клеток. Постепенно они объединяются и образуют ткань сердечной мышцы”, — поясняет профессор Центра исследования интегральных клеточных материалов при Киотском университете Син Кадота.
Профессор Константин Агладзе курирует этот проект в Киотском университете уже 4 года. Недавно он получил приглашение из России возглавить лабораторию при Московском физико-техническом институте, и уже там намерен доводить до ума разработанную в Японии технологию.
“Сконструированная сердечная ткань, которую мы делаем, пригодна для двух основных вещей: первое, мы можем на ней тестировать действие различных веществ, а второе, мы можем с помощью нановолоконной матрицы применять эти клетки для имплантации в поврежденное сердце”, — рассказал профессор Центра исследования интегральных клеточных материалов при Киотском университете Константин Агладзе.
И это касается не только сердца. В этом научном центре профессор Кэндзи Осафунэ демонстрирует у себя в лаборатории результат перепрограммирования стволовых клеток в ткань человеческой почки.
“Это полноценная почечная ткань. Она получена из стволовых клеток взрослого человека. Мы достигли 90-процентной трансформации исходного клеточного материала”, — хвалится своими научными достижениями профессор Центра изучения и применения индуцированных стволовых клеток при Киотском университете Кэндзи Осафунэ.
Испытания новых лекарств на искусственно выращенных тканях уже проводятся. Для этого их переводят в патологическое состояние, например, в случае сердцем — развивают аритмию. Что же касается искусственного создания живых тканей для трансплантации, то, по мнению ученых, это дело 3-4 лет.