Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
3 декабря 2016, суббота, 07:37
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Сердечный клапан из стволовых клеток

Человеческое сердце
Человеческое сердце
Илл.: Wikimedia Commons

Новый подход к изготовлению искусственных сердечных клапанов, основанный на использовании iPS-клеток был предложен в работе, опубликованной в последнем выпуске журнала The Annals of Thoracic Surgery.

У человеческого сердца четыре клапана. В норме они открываются только в одну сторону и обеспечивают ток крови в нужном направлении. Трехстворчатый (трикуспидальный) клапан находится между правым предсердием и правым желудочком. Венозная кровь попадает в сердце сначала в правое предсердие, оттуда в правый желудочек, затем правый желудочек сокращается, чтобы забросить кровь в легочный ствол – сосуд, по которому кровь отправится в легкие обогащаться кислородом.

Схема движения крови в сердце человека

Трехстворчатый клапан устроен как раз так, чтобы при сокращении желудочка кровь попадала в легочный ствол, а не возвращалась обратно в предсердие. Аналогично устроен митральный клапан между левым желудочком и левым предсердием. Обогащенная кислородом кровь, идущая от легких, попадает сначала в левое предсердие, из него в левый желудочек, а оттуда при сокращении желудочка отправляется в аорту. Митральный клапан предотвращает заброс крови обратно в предсердие. Аортальный клапан открывается из левого желудочка в аорту и препятствует обратному току крови из аорты в желудочек, когда желудочек расслаблен. Легочный клапан выполняет аналогичную функцию между левым желудочком и легочным стволом. Именно его конструировали из клеток авторы статьи.

Недостаточность клапанов бывает врожденной и приобретенной (после инфекционного эндокардита или из-за ревматизма), а также разной степени выраженности. В некоторых случаях помочь может только замена клапана на искусственный. Если заменять клапан приходится ребенку, например, при врожденном дефекте, возникает проблема. Ребенок растет, а клапан нет. По данным организации STS Congenital Heart Surgery Database, каждый год примерно 800 детей нуждаются в пересадке клапана.

Сделать клапан, который рос бы вместе с новым владельцем, можно только из живых клеток. При этом чужие клетки не годятся, поскольку вызовут у пациента иммунный ответ. Получить собственные клетки любого типа стало возможно благодаря использованию iPS-клеток. В фибробласты (клетки кожи) вводятся генетические конструкции, которые перепрограммируют их в плюрипотентные стволовые клетки. Затем с помощью других генетических конструкций в клетках запускается синтез молекул, превращающих эти клетки в мезенхимальные стволовые клетки. Мезенхимальные стволовые клетки могут дифференцироваться уже не во все типы клеток, а, в основном, в клетки мышц, суставов, костей и жировой ткани, то есть ткани, образующиеся в ходе эмбрионального развития из среднего зародышевого листка – мезенхимы.

Авторы надеются, что в будущем удастся вместо фибробластов, получение которых не вполне безболезненно (нужно вырезать кусочек кожи), использовать клетки крови.

Вообще получение искусственных органов и тканей для пересадки – это очень горячая тема в современной науке. Совсем недавно начались первые клинические испытания подобного метода, о который мы уже рассказывали. В этих испытаниях пациентке с макулодистрофией пересадили фрагмент эпителия сетчатки, полученный из iPS-клеток. Очень важно, чтобы этот эксперимент подтвердил безопасность метода, которая до того была подтверждена в многочисленных экспериментах на животных. Остается опасность, что какая-нибудь клетка не перестала быть iPS и все еще может неограниченно делиться. Это чревато образованием опухолей. За процессами в глазу легко следить и своевременно принять меры, вероятно, поэтому именно такие условия выбраны для первых испытаний. Если безопасность будет подтверждена, это откроет двери аналогичным методикам. Например, сердечным клапанам из iPS-клеток.

Кроме источника клеток остается вопрос поддержания трехмерной структуры клапана. Для этого авторами была использована технология бесклеточного матрикса (о некоторых других случаях ее применения мы также уже писали). Матрикс – это относительно жесткий каркас органа, образованный межклеточным веществом. Обычно он состоит из коллагена и других гликопротеинов, протеогликанов и гиалуроновой кислоты. Можно взять чей-нибудь чужой орган (например, легочный клапан), который нельзя пересадить просто так из-за иммунной несовместимости, вымыть из него клетки предыдущего хозяина и заселить клетками будущего хозяина. На данный момент исследователям удалось в лабораторных условиях на основе такого матрикса и iPS-клеток вырастить новый сердечный клапан.

Если такой метод будет использован для протезирования сердечного клапана пациента, фактически получится трансплантация органа, но без проблем с иммуносовместимостью. Вообще в последнее время появляется надежда, что технологии, основанные на применении iPS-клеток позволят решить некоторые проблемы, связанные с отторжением чужеродных тканей при трансплантациях самых разных органов.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.