Никки Стамп - (Не) умереть от разбитого сердца

В 1990-е годы мир облетела фотография лабораторной мыши, у которой на спине росло нечто, напоминающее человеческое ухо. Фотография вызывала самые полярные мнения: либо отвращение, либо восторг. Хотя мышь с ухом на спине выглядит не очень приятно, я подумала тогда, что это, безусловно, достойно восхищения. Это означало, что ученые теперь смогут вырастить палец или ухо для человека, который в них нуждается. И не только ухо (хотя и это меняет жизнь человека к лучшему), но, возможно, новый жизненно важный орган. Каждый год люди умирают в ожидании трансплантации. Не дождавшись спасительного донорского органа, в США каждый день умирает около двадцати двух человек. А если человеку посчастливилось получить этот ценный дар, ему приходится всю последующую жизнь принимать лекарства, подавляющие его иммунную систему, чтобы прятать новый орган от бдительных иммунных клеток. Организм приходится обманывать и сбивать с толку, чтобы он оставил новый орган в покое и дал ему возможность прожить долгую и счастливую жизнь вместе со своим реципиентом.

А что, если можно решить сразу две проблемы? Не заставлять пациентов ждать донорских органов, а выращивать органы? А еще лучше, если бы можно было вырастить орган из собственных клеток человека, чтобы он был «родным» для пациента и его не пришлось бы прятать от иммунной системы.

Вам это кажется научной фантастикой? Но, возможно, скоро это станет реальным. В 2017 году американский ученый из массачусетской лаборатории вырастил клетки сердца на листе шпината. Немного странно, я согласна. Его метод несколько напоминает рецепт, поэтому давайте проследим за ним пошагово. Не забудьте про шпинат – он пригодится!

Как в любом хорошем рецепте, начнем с ингредиентов. Итак, нам понадобятся стволовые клетки. Во-первых, мы выращиваем (или собираем) стволовые клетки, которые можно научить, чтобы они росли и специализировались как клетки сердца, кардиомиоциты. Они могут расти и расти, но нам нужно, чтобы они делали это определенным образом. Для этого необходим каркас, на котором клетки будут расти определенным образом, и здесь нам понадобится лист шпината.

Возьмите в руки листок и посмотрите сквозь него на свет. Вы увидите густую сеть жилок, что очень напоминает нашу с вами сосудистую сеть. Итак, когда мышечные клетки сердца высадили на листок, они начали расти, повторяя узор этого естественного каркаса. Природная матрица листа направляла и сдерживала их рост. При других биологических для выращивания органов и тканей клеточным каркасом могут служить разные вещи и материалы, в том числе пластик.

Лист выполнял и другую важную функцию: сеть жилок листа играла роль кровеносных сосудов сердца. Сердце пронизывает чрезвычайно густая сеть кровеносных сосудов, которую, может быть, очень трудно воспроизвести в лабораторных условиях. Жизнедеятельность сердца зависит от мельчайших кровеносных сосудов диаметром до десяти микрон (0,1 мм). Таким образом, скромный листик шпината, возможно, помог решить одну из сложнейших задач современных исследований.

По-моему, одно из самых удивительных свойств сердца – это то, как мышечные клетки сердца сокращаются. Каждая в отдельности, группа клеток или все клетки сердечной мышцы вместе – когда кардиомиоциты получают необходимые питательные вещества, такие как кислород, глюкозу и жирные кислоты, они делают именно то, для чего созданы природой: ритмично сокращаются.

Но от выращивания клеток сердца, которые живут и сокращаются, как положено, на листке или любом другом клеточном каркасе, до создания целого работающего сердца – большой путь. Во-первых, сердце состоит не только из кардиомиоцитов, но также из десятков других клеток, в том числе клеток кровеносных сосудов, пронизывающих сердце, клеток клапанов и проводящей системы сердца. Нужно не только создать и вырастить все эти клетки, но смешать их в нужной пропорции и в определенном порядке, чтобы из них получилось сердце.

Теперь, кажется, мы действительно попали в мир научной фантастики. И все же, он может быть не так уж далек от нашей реальности. На самом деле вырастить мышечные клетки сердца, которые могут синхронно и функционально сокращаться – это огромная задача, с которой ученые уже справились. По крайней мере, можно говорить о том, что мы очень близко подошли к созданию отдельных частей сердца, таких как сердечная мышца или клапанный аппарат, которыми можно будет заменять поврежденные участки сердца. Вероятно, мы не так далеки от возможности лечить больные сердца с помощью выращенных в лабораториях тканей.