Американська імунолог створила перші біотехнічні легені. На це пішло 18 років

Співробітники медичного факультету Техаського університету виростили і пересадили свиням органи дихання. Це перший випадок, коли біотехнічні легені прижилися, а піддослідні вижили. Кореспондент «Бабеля» Аня Синящик зʼясовувала, чому це досягнення виходить за рамки мікробіології

Учені Національної лабораторії Галвестона виростили штучні легені і пересадили їх чотирьом свиням. Щоб знизити ризик відторгнення, органи вирощували з клітин самих піддослідних тварин. Транспланти прижилися, у їхніх тканинах розвинулися здорові кровоносні судини. Це серйозний крок уперед: раніше, коли біотехнічні легені пересаджували гризунам, ті вмирали за кілька годин.

Як вони це зробили

Дослідницька група доктора Джоан Ніколс узяла легені у свиней-донорів. Сумішшю з детергентів і цукру вони очистили легені від клітин, залишивши «каркас» із міжклітинного білка. Далі вони наповнили ці каркаси кровоносними судинами і клітинами легеневої тканини свиней-реципієнтів. Каркаси «дозрівали» в резервуарах, наповнених поживними реактивами, які допомогли клітинам прижитися. Свиням-реципієнтам замінили ліву легеню на вирощений біотехнічний імплант і хірургічно приєднали його до серцево-судинної системи — за винятком легеневих артерій.

Чому це важливо

Колеги Джоан Ніколс кажуть, що її останній дослід із пересадкою легень свиням — це важливий крок до того, щоб виростити біотехнічні легені, придатні для людини. Свиням не вводили препарати, що пригнічують імунітет, як це зазвичай роблять при трансплантації. У всіх піддослідних тварин легені прижилися; вони не відчували проблем із диханням. Наступний етап — приєднати імпланти до легеневих артерій, які постачають до органу кисень.

Далі група Ніколс планує створювати біотехнічні легені людини. Для цього вони збираються друкувати «каркас» легень на 3D-принтері.

Хто така Джоан Ніколс

Професор медицини внутрішніх органів, мікробіології та імунології. Крім того, Ніколс — заступник директора Національної лабораторії Галвестона, розташованої в Техасі. Побудували її десять років тому, це лабораторія четвертого рівня біологічної безпеки — таких у США всього два десятки.

Її індекс Хірша — 23 (у імунолога 42 наукові статті, які активно цитуються колегами).

«Імунними» дослідницькими проектами доктор Ніколс займається з 1985-го. В її скарбничці — вивчення реакції легень на вплив забруднюючих речовин і/або респіраторних патогенів (таких, як пташиний грип), вирощування людської легені в лабораторних умовах. Ще вчена використовує дорослі і ембріональні стовбурові клітини для вирощування тканинних конструкцій. На них зручно відстежувати розвиток вірусу та захисну реакцію організму.

До проекту по вирощуванню легенів її підштовхнула невтішна ситуація з донорством органів у педіатрії. Експериментуючи з вирощуванням штучних легенів для свиней, професор сподівається допомогти дітям, які потребують пересадки органів дихання.

«Не можна відразу всім розповідати про свої досягнення, поки самому собі не доведеш, що твій винахід і справді вартий уваги", — заявила доктор Ніколс під час презентації першої створеної в лабораторних умовах людської легені.

Імунолог перерахувала труднощі, з якими зіштовхуються вчені-новатори: їх неохоче публікують у наукових журналах, колеги та грантодавці відносяться до високоризикових проектів з упередженням. Крім того, піонерам часто потрібне обладнання, якого не існує в природі. Біореактор, в якому команда Ніколс вирощувала легені, вчені сконструювали з підручних матеріалів: акваріума, пластику, який використовується як сировина у човновій індустрії, та насосів, придбаних на інтернет-аукціоні.

На те, щоб виростити людську легеню, команда доктора Ніколс витратила 15 років. За словами Хоакіна Кортіелли, її колеги і директора Лабораторії тканинної інженерії та регенерації органів при Техаському університеті, перші пацієнти зі штучними легенями можуть зʼявитися вже через пʼять-десять років.