«Печатный» орган: китайские учёные вырастили и пересадили ушные раковины сразу пятерым детям

Тканевая инженерия

По статистике, с микротией — деформацией ушной раковины — рождается один из пяти тысяч детей. Как правило, при этом вместо уха у младенца — либо маленькая шишка, либо мочка. Внешний изъян в большинстве случаев сопровождается плохим слухом. Раньше микротию устраняли с помощью реконструктивно-пластической хирургии: ухо формировалось из искусственных материалов или из хрящевой части ребра пациента и прикреплялось к голове.

Но уже в ближайшем будущем, скорее всего, подобные операции будут проводиться по новой технологии. Китайские учёные провели успешный эксперимент по воспроизведению органов слуха из собственных клеток пациентов. Для этого из поражённых микротией ушей выделили основные клетки хрящевой ткани — хондроциты. Затем ими заполнили специальный биоразлагаемый каркас и культивировали на протяжении трёх месяцев. Чтобы придать новому хрящу нужную форму, специалисты использовали КТ-сканирование и напечатанные на 3D-принтере модели здоровых ушей пациентов.

• Каркасы мочевого пузыря и ушных раковин, выполненные с помощью технологии 3D-печати
• © wakehealth.edu

«3D-печать — это просто способ нанесения клеток. Главное достижение заключается в том, что ряд клеток удалось довести до такого состояния, чтобы они смогли образовать ткань. При этом нужно наносить клетки-предшественники, которые затем превратятся в ткань. Но эти клетки для начала надо выделить. Здесь в основном играют роль достижения в области стволовых клеток (недифференцированных клеток, которые могут делиться и образовываться в различные типы клеток под влиянием определённых биологических стимулов. — RT)», — пояснил в беседе с RT научный сотрудник НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ Алексей Нестеренко.

Всего в эксперименте приняли участие пятеро детей с врождённой односторонней микротией в возрасте от 6 до 9 лет: четыре девочки и один мальчик. После того как новый орган был полностью сформирован, врачи провели детям реконструкцию ушной раковины.

«Мы смогли успешно спроектировать, изготовить и регенерировать ушные раковины нашим пациентам. Тем не менее необходимо приложить ещё много усилий, чтобы такой эксперимент стал не единичным, а регулярно проводился в больницах», — говорят исследователи.

За каждым пациентом наблюдали не менее двух лет. Учёные отметили, что у трёх детей по форме и размеру новые уши не отличались от здоровых. У двух других пациентов спустя полгода заметили лишь небольшие искажения.

Также по теме

От пересадки головы до космического туризма: самые ожидаемые научные события 2018 года

В 2018 году медики планируют пересадить голову живому человеку, а астрономы обещают вырастить картофель на Луне, нырнуть в Солнце и...

«Специалисты тканевой инженерии уже более двух десятилетий пытаются создать идеально сформированный хрящ для реконструкции ушной раковины у пациентов с микротией. Эта работа продемонстрировала, что методы тканевой инженерии для восстановления ушей и других хрящевых тканей вскоре станут реальностью», — рассказал профессор биомедицинской инженерии из Корнеллского университета Лоуренс Бонассар.

«Концепция не нова»

Подход, который учёные успешно опробовали на практике, основан на одном из самых первых опытов в области создания искусственных человеческих органов. В 1997 году специалисты вырастили хрящ в форме человеческого уха, используя хондроциты телёнка, а затем вживили его под кожу на спине мыши. Грызун выглядел пугающе, однако новый орган прижился, а сам эксперимент положил начало созданию искусственных хрящей в форме человеческого уха.

По словам Нестеренко, аналогичные успехи были достигнуты в пересадке кожи человека. У пациента брался кожный материал, который затем доращивался в специальной среде, после чего пересаживался обратно. Как считает эксперт, в ближайшие годы могут появиться протоколы по созданию органов, которые подтвердятся на высшем уровне и затем будут внедрены в клиническую практику.

• Шестилетняя девочка первой получила ухо, выращенное из её собственных клеток
• © Cao et al/EBioMedicine

«Концепция не нова. Однако китайским учёным впервые удалось провести аналогичные эксперименты на пяти пациентах. Кроме того, специалисты наблюдали за детьми в течение следующих двух лет, и за это время уши прижились», — рассказала руководитель лицевой пластической и реконструктивной хирургии из Больницы ушных и глазных болезней в Массачусетсе Тесса Хэдлок.

Несмотря на сделанный прорыв в применении искусственно выращенного человеческого хряща, подход учёных имеет несколько ограничений.

«Когда вы берёте клетки из чьего-то тела и затем культивируете их, необходимо применять стимулирующие соединения, которые заставят их делиться. Опасность заключается в том, что клетки могут начать делиться бесконтрольно», — подчеркнула Хэдлок.

Другое ограничение связано с тем, что учёные использовали хондроциты ушей, поражённых микротией.

«Поскольку ухо нездорово, то и хондроциты также могут быть с дефектами, отличаться от здоровых клеток. Этот вопрос мы пока не смогли до конца изучить. Поэтому, как поведут себя хондроциты в долгосрочной перспективе, мы сказать не можем. Мы планируем наблюдать за пациентами на протяжении следующих трёх лет», — заключила Хэдлок