«Лаборатория клеточных технологий заработает в стенах нашего университета до конца года», — сообщила «Известиям» заместитель директора по научной работе Научно-исследовательского института фармации при 1-м Московском государственном медицинском университете имени Сеченова Наталья Пятигорская.
Основной акцент в работе лаборатории будет сделан на совершенствовании методики выращивания искусственных органов с помощью так называемых биопринтеров. В роли «чернил» аппарат использует запас культивированных клеток нужного типа (эпителиальные, соединительные, мышечные). Одна печатающая головка под управлением компьютера выкладывает клетки в нужном порядке, а вторая распыляет вспомогательный материал (поддерживающий гидрогель, коллаген, факторы роста).
В Москве технология биопринтинга будет внедряться при содействии Института регенеративной медицины Уэйк-Фореста (США). Руководитель института Энтони Атала подчеркивает, что биопринтеры воссоздают архитектуру настоящей ткани на микроуровне, что очень важно для дальнейшего взаимодействия имплантата с окружающими органами и нормального встраивания новой ткани в организм. «У русских богатейший практический опыт в области восстановительной медицины, — поделился во время своего визита в Москву Атала. — А в Америке мы обладаем прорывными технологиями в этой сфере».
Современный биопринтер производства американской компании Invetech обладает относительно скромными габаритами — он помещается в биологическом шкафу стандартного размера (1705х550х680 мм), который обеспечивает стерильную среду в процессе печати. Принтер оснащен лазерной калибровочной системой и роботизированной системой позиционирования головок, точность которой составляет микрометры. Это критически важно для размещения клеток в правильном положении.
Стоимость одного такого прибора составляет порядка $200 тыс. Однако со временем они дешевеют и совершенствуются. В МГМУ имени Сеченова отметили, что значительную часть финансовой нагрузки возьмут на себя заокеанские коллеги, получившие средства в виде целевого гранта. Кроме того, к работе в сотрудничестве с московской лабораторией клеточных технологий готовы исследователи из нескольких институтов Западной Европы. Сейчас ведутся переговоры с их представителями.
Планируется, что уже в следующем году в лаборатории клеточных технологий начнут создавать искусственные кожу, мышцы и небольшие участки кровеносных сосудов. По итогам этих экспериментов ученые перейдут к формированию более сложных органов: печени, почек и сердца. Для этих целей потребуется новое поколение приборов — 3D-биопринтеры. Кстати, у Энтони Аталы из института Уэйк-Фореста есть успешный опыт в работе и с этим аппаратом. Еще в 2006 году он успешно вырастил мочевые пузыри для семерых пациентов. Все они до сих пор функционируют.
Процесс создания искусственного мочевого пузыря происходил следующим образом. Вначале доктор брал крошечный образец ткани мочевого пузыря пациента, чтобы предотвратить отторжение новосозданного органа иммунной системой. Затем полученные клетки наносились на биологический мочевой пузырь, который представлял собой поддерживающую основу, нагретую до температуры человеческого тела. Нанесенные клетки начинали расти и делиться. После 6–8 недель мочевой пузырь был полностью «обмотан» искусственно выращенными клетками пациента и готов для имплантации.
Еще один успешный эксперимент по использованию искусственных органов был проведен с кроликами. Группе ученых под руководством Энтони Аталы удалось вырастить в лабораторных условиях из образцов клеток, взятых у самих пациентов, эректильную ткань. Созданные структуры имплантировались животным, которым перед этим удалили хирургическим способом пенисы. Через один, три и шесть месяцев после имплантации кролики были выпущены к самкам. По результатам этого контрольного теста сперма была обнаружена у восьми из двенадцати кроликов с искусственным пенисом. А позже обнаружилось, что четыре самки были успешно оплодотворены и ожидают потомство.