Створена шляхом біоінжінірінга вена успішно імплантована пацієнтові на гемодіалізі

Днями американськими хірургами була проведена унікальна операція, в ході якої створену шляхом біоінжінірінга вену успішно пересадили в руку пацієнту з термінальною стадією ниркової недостатності.

Операцію проводила команда лікарів з лікарні Університету Дьюка.

Ця процедура стала одночасно клінічним випробуванням безпеки і ефективності кровоносних судин, створених шляхом біоінжінірінга. Вчені називають цей момент історичною віхою в тканинному інжинірингу.

Нова вена являє собою виріб на основі людських клітин, повноцінно функціонує і має повну біологічну сумісність - імунна система хворого не буде відторгати посудину.

Для створення нового судини використовувалася технологія, розроблена вченими Університету Дьюка і компанії Humacyte. Донорські клітини вирощувалися на спеціальному трубчастому каркасі, щоб сформувати кровоносну судину необхідної форми. Потім тканину піддали хімічній обробці, яка дозволила позбутися від властивостей, що викликають імунну відповідь у реципієнта. У доклінічних дослідженнях новий продукт біоінжінірінга проявив себе значно краще, ніж синтетичні судини або варіанти, засновані на тваринних клітинах.

Доктор Джеффрі Лоусон, судинний хірург і судинний біолог з Duke Medicine, який допомагав розробляти технологію і проводити операцію, захоплений отриманим результатом. Він каже: «Це революційна подія в медицині. Приголомшливо бачити, як ідея, над якою ви так довго працювали, стає реальністю. Ми говоримо про зразок трансляційній технології - розробки наукової ідеї в лабораторії з подальшим втіленням її в клінічній практиці. Таке можливо тільки при тісній міждисциплінарному співпраці і підтримки ».

Клінічні випробування нових вен почалися в грудні в Польщі, коли були проведені перші успішні імплантації. Американська FDA недавно схвалила проведення клінічних випробувань фази I, яка включатиме 20 пацієнтів на діалізі в США. Метою дослідження буде оцінка ефективності та безпечності продукту. Дослідники Університету Дьюка керують цими роботами, і вони ж здійснили першу імплантацію пацієнту з даної групи.

Первинним завданням є імплантація судин в легкодоступні місця на руках пацієнтам з хронічною нирковою недостатністю, які перебувають на гемодіалізі. Більше 350 000 чоловік в Сполучених Штатах потребують гемодіалізу, для якого часто потрібне створення стабільного доступу до судинного русла пацієнта. Нинішні опції мають істотні недоліки. Синтетичні матеріали, що застосовуються для створення анастомозів, підвищують ризик тромбоутворення, що призводить до частих госпіталізацій. Використання аутотрансплантатов судин з тіла самого пацієнта вимагає проведення окремої складної процедури, пов`язане з додатковим ризиком інфекції та інших ускладнень.

Відня, отримані шляхом біоінжінірінга, можуть мати переваги для пацієнтів на гемодіалізі. Якщо це підтвердиться, то вчені готові проводити з їх допомогою і операції з аортокоронарного шунтування, яких в одних тільки США виконується 400 000 на рік. Ще однією сферою застосування нових вен стане лікування захворювань судин кінцівок.

Доктор Лоусон каже: «Ми сподіваємося, що це тільки початок, що сфера застосування нового методу буде розширюватися. Гідність цього продукту в тому, що його приймає тіло реципієнта, він не відторгається імунною системою. Новий кровоносну судину - це справжній орган, складна і повністю функціональна структура. Ми почали з цього небагато чого, але в один прекрасний день ми зможемо зробити печінку, нирку або очей ».

Відень, створена шляхом біоінжінірінга - це результат 15-річної співпраці доктора Лоусона і доктора Лори Нікласон, засновниці Humacyte і колишньої співробітниці Університету Дьюка. Лоусон і Нікласон скооперувалися в 1990-х роках, розділяючи захоплення біоінжінірінгом кровоносних судин.

Доктор Нікласон, яка сьогодні працює в Єльському університеті, говорить: «Ця технологія - важливий крок для пацієнтів з термінальною стадією ниркової недостатності, який може допомогти їм уникнути хірургічних втручань і додаткових госпіталізацій».

Робота йшла важко. Долаючи невдачі і розчарування, дослідження домоглися численних успіхів, почавши зі створення біосумісною мережі-каркаса для вирощування вен. Ця мережа, якою легко можна надати будь-яку форму, дає можливість отримувати вену будь-якої довжини і діаметру «на замовлення».

Коли каркас заселяють гладком`язовими клітинами, він поступово розчиняється, а клітини продовжують рости в спеціальному субстраті з амінокислот, вітамінів та інших нутрієнтів. Ще одним нововведенням, яке застосували вчені, є пульсуюча сила, яка впливає на вену в процесі її росту. Під її дією субстрат з нутриентами прокачується через трубку-посудину подібно до того, як це відбувається в сьогоденні посудині.

Спочатку вчені думали використовувати власні клітини реципієнта для вирощування судини на каркасі, щоб знизити ймовірність відторгнення після імплантації. Але вирощування «персонального» судини займає надто багато часу і виключає масове виробництво стандартизованого продукту. Тому дослідники змінили свій підхід.

Після вирощування судини з донорських клітин вони промивали його спеціальним розчином, який знищував клітинні речовини, здатні викликати імунну реакцію. Замість цього залишалися тільки «голі» колагенові структури, які не можуть викликати відторгнення.

Доктор Нікласон пояснила: «У кінці цього процесу ми маємо мертві, імунологічно« тихі »судини, які можна буквально зберігати на полиці і імплантувати будь-якому пацієнтові, коли це необхідно. На відміну від синтетичних матеріалів, таких як тефлон і дакрон, які можуть бути жорсткими, наші судини механічно повністю відповідають рідним венах людини. Ми думаємо, що це важлива перевага ».

Коли нові судини імплантували тваринам, вони відмінно справлялися зі своїми функціями. Судини не тільки не викликали відторгнення, а й через час ставали не відрізнятись від інших тканин, оскільки в імплантаті починали рости власні клітини реципієнта.

Лоусон додає: «Вони функціонально живі. Ми поки не знаємо, як це працює на людей, але на тваринної моделі все працює чудово, практично так, як задумано природою ». До речі, першим пацієнтом доктора Лоусона став 62-річний чоловік з міста Денвілл (Вірджинія), який страждає на хронічну ниркову недостатність. Він отримав нову вену в результаті 2-годинної операції, проведеного 5 червня 2013 року.