В прессе все чаще можно встретить сообщения о том, что ученые вырастили в лаборатории печень или почку и уже научились печатать на принтере 3D мозг или сердце. Такие новости звучат весьма обнадеживающе для простых обывателей. Люди начинают верить, что в случае чего они могут обзавестись любым новым органом безо всякого труда. На самом деле все сложнее. Конечно, органы выращиваются и даже успешно пересаживаются подопытным грызунам. Однако сам данный процесс весьма сложен, требует много времени и не всегда является предсказуемым.

Подводные камни выращивания органов

Регулярно случается так, что орган, несмотря на то, что технологии его разработки уже проработаны в результате оказывается неприспособленным для терапевтического применения. Отчего так случается? И как узнать, что на самом деле будет привычной медицинской процедурой, а что – только основой для дальнейшей революции.

Итак, самым характерным словом для описания процесса создания органов человека искусственным способом является «выращивание». В целом данное понятие довольно точно отражает суть рассматриваемого действия. Как обычно выращивают растительные культуры? Берут зернышко, сеют его в почву, затем удобряют. При выращивании органов наблюдается то же самое, только разница заключается в том, что зернышек можно бросить сразу много и даже разных растений. Саму же почву необходимо заранее обработать, придать ей требуемую форму, которая будет соответствовать строению выращиваемого органа.

В этом случае зернами выступают клетки. Именно из них создаются органы. При этом важно подчеркнуть, не из одной клетки, а из десятков. В качестве почвы выступают матриксы – специальные тканевые структуры, удерживающие клетки вместе. Если говорить проще, то основа, на которую нанизывают клетки. А роль удобрений в данном случае играют разнообразные полезные вещества и элементы, к примеру, цитокины, а также капилляры с кровью, куда необходимо очень правильно и точно ввести клетки.

Данный процесс в медицине называют васкуляризацией. Налаживание этой процедуры является одной из главнейших задач современной биоинженерии. Самым сложным процессом становится подключение готового органа к организму и нервной системе.

Как создается новый орган

Чтобы выращивание органов прошло успешно, нужны стволовые клетки – те, которые еще находятся на развивающемся этапе и еще не определились со своим назначением в организме. С учетом условий (числа цитокинов, структуры матрикса и пр.) стволовая клетка может превращаться в требуемый материал для определенной задачи. Клетки, которые уже знают свое предназначение, относятся к специализированным. Их также можно применять для выращивания органов. Однако для этого их необходимо поменять, то есть вернуть в состояние стволовых клеток.

Выбор разновидностей клеток для создания нового органа зависит от конкретной ситуации. Почвой для этого служат матриксы. Они состоят из коллагенов различных типов, фибрина, хитозана и других соединений, а также из полимеров синтетического происхождения, например, полиэтиленгликоля. Отдельные матриксы относятся к классу биодеградабельных, которые со временем сами исчезают.