1,782,167 views • 17:52

Ця картина висить у бібліотеці ім. Каунтвея при Гарвардській медичній школі. На ній зображена перша в світі пересадка органа. На передньому плані ви бачите Джо Мюрея, який готує пацієнта до трансплантації, а на задньому плані Хартуел Харісон, завідувач відділу урології в Гарварді, якраз вилучає нирку. Нирка – найперший орган, який пересадили людині.

Це було в 1954 році. 55 років тому. І на сьогодні в нас багато тих самих проблем, як і багато десятків років тому. Звісно, відбувається прогрес, багато життів врятовано. Але органів катастрофічно не вистачає. За останні 10 років число пацієнтів, які стоять на черзі до пересадки, збільшилося вдвічі. Водночас кількість виконаних пересадок фактично не змінилась. Це пов'язано зі старінням населення. Ми просто стали довше жити. Медицина вдосконалюється, і продовжує наше з вами життя. Але з віком наші органи схильні відмовляти.

Так що це для нас виклик, не тільки щодо органів, а й щодо тканин. Заміна підшлункової, заміна нервів, які допомагають боротися з Паркінсоном. Все це важливі теми. Ось тут дуже цікава статистика. Що 30 секунд пацієнт помирає від хвороби, яку можна було б вилікувати за допомогою відновлення чи заміни тканин. Чим ми можемо допомогти? Ми сьогодні вже говорили про стовбурові клітини. Це одна з можливостей. Але ми ще не вміємо переносити стовбурові клітини пацієнтам, в плані справжньої терапії для органів.

Чи не було б прекрасно, якби наш організм міг відновлюватися? Чи не було б чудово, якби ми могли використати силу нашого організму з метою лікування? Сама думка не така вже й незвичайна. Цей процес щодня відбувається на Землі. Це саламандра. Саламандра вміє дивовижним чином регенеруватися. Тут ви бачите невеличке відео. Це – травмована кінцівка саламандри. Це справжні знімки, серійна зйомка показує, як кінцівка відновлюється за декілька днів. Утворюється шрам. З цього шраму виростає нова кінцівка.

Так от, саламандрам це дано від природи. Чому це не дано нам? Чому людина не вміє відновлюватися? В принципі, ми вміємо відновлюватися. В організмі багато органів, і кожен орган в організмі має популяцію клітин, яка готова підключитися в момент виникнення травми. Це відбувається щодня. З віком, коли ми старіємо, кістки відновлюються що 10 років. Шкіра відновлюється раз на два тижні. Організм постійно відновлюється. Складність виникає у випадку травми. За наявності травми чи хвороби перша реакція організму – відгородитися від решти тіла. Він хоче боротися з інфекцією, та ізолюється; не має значення, чи це органи всередині тіла, чи шкіра, перша реакція – це утворення шрамової тканини, задля ізоляції від зовнішніх впливів.

Як нам використати цю здатність? Одна з можливостей – це використання розумних біоматеріалів. Який тут принцип дії? Ось тут ліворуч ви бачите пошкоджений сечівник. Це – канал, через який сеча виводиться з сечового міхура назовні. Тут видно пошкодження. Ми побачили, що можна використовувати ці розумні біоматеріали, їх можна використовувати як міст. Якщо побудувати такий міст і відгородити його від зовнішнього середовища, то можна створити міст, а клітини які відновлюються в організмі, можуть переходити через цей міст і йти цим шляхом.

Якраз це ви тут і бачите. Цей розумний біоматеріал ми застосували при лікуванні оцього пацієнта. Зліва був пошкоджений сечівник. Ми використали біоматеріал посередині. А через шість місяців, праворуч, ви бачите відбудований сечівник. Виявляється, що організм може відновлюватися, але тільки на маленьких відрізках. Максимальна ефективна відстань для регенерації становить лише десь 1 см. Так що ми можемо застосовувати ці розумні біоматеріали, але тільки для 1 см, щоб закривати такі розриви.

Тобто ми відновлюємо, але на обмеженій відстані. Як бути, коли травмовані великі органи? Що робити, коли поранені структури, які набагато більші, ніж 1 см? Ми тоді можемо почати використовувати клітини. Коли до нас приходить пацієнт із хворим або травмованим органом, можна взяти дуже маленьку частину тканини цього органа, меншу, ніж половина поштової марки, можна розкласти цю тканину і дослідити її складові частини, власні клітини пацієнта, ми ці клітини вилучаємо, розмножуємо та розширюємо їх поза тілом у великих кількостях, а тоді ми беремо основу.

Для неозброєного ока вона виглядає, як клаптик від вашої блузки, чи вашої сорочки, але насправді це досить складний матеріал, який розкладається при потраплянні в тіло. За декілька місяців він розкладається. Його використовують лише для перенесення клітин. Він переносить клітини в організм. Він дозволяє клітинам відновити тканину, і як тільки тканина відновиться, основа розсмоктується.

Це ми зробили з оцим шматком м'яза. Тут видно шматок м'яза і те, як ми поступово відтворюємо його будову. Ми беремо клітини, розтягуємо їх, накладаємо клітини на основу, а тоді імплантуємо основу назад пацієнтові. Насправді перед імплантацією основи пацієнту ми її тренуємо. Ми налаштовуємо цей м'яз, щоб він знав, що йому робити після того, як ми його імплантуємо пацієнту. Якраз це ви тут і бачите. Ви бачите, як цей м'язовий біореактор тренує м'яз туди-сюди.

Гаразд. Тут ми бачимо пласкі утворення – наш м'яз. Як бути з іншими утвореннями? Тут ми маємо штучну кров'яну судину. Дуже подібно до того, що ми тільки що бачили, але трохи складніше. Тут ми беремо основу, основа в цьому випадку може бути як аркуш паперу, і згортаємо її в трубку. Для виготовлення кров'яної судини ми застосовуємо ту ж технологію. Судина складається з двох різних видів клітин. Ми беремо м'язові клітини, накладаємо їх, «обшиваємо» ними поверхню, ніби смаруємо торт.

Зовні накладаються м'язові клітини. Зсередини накладаються судинні клітини. І ми отримуємо повністю готову основу. Все це ми кладемо в таку собі «пічку». У ній такі ж умови, як і в організмі людини – 37 градусів, 95 % кисню. Тоді ми тренуємо її, як ви бачили на відео.

Праворуч ви бачите штучно відтворену сонну артерію. Ця артерія веде від шиї в мозок. Тут на рентгенівському знімку ви бачите пацієнта з робочою судиною. Складні утворення, такі як судини, сечівники, як я вам показував, з ними однозначно складніше, бо там ми маємо два різні види клітин. Але вони здебільшого виконують функцію провідників. Через них ми пропускаємо рідину чи повітря у стабільному режимі. Вони далеко не такі складні як порожнисті органи. Порожнисті органи набагато складніші, тому що ми від них вимагаємо діяти за запитом.

Таким органом є сечовий міхур. Тут ми також беремо маленьку частину сечового міхура, меншу за половину поштової марки. Розкладаємо тканину на окремі клітинні складові – м'язові та спеціалізовані міхурові клітини. Ми розмножуємо ці клітини поза тілом. Вирощування клітин з органа займає чотири тижні. Тоді ми беремо основу, що має форму міхура. Зсередини ми наносимо міхурові клітини. А ззовні ми її обшиваємо м'язовими клітинами. Кладемо все це в «пічку». Від моменту, коли забирається зразок, проходить 6-8 тижнів, і орган можна імплантувати пацієнтові.

Тут ви бачите основу. Матеріал покривається клітинами. Коли ми проводили наше перше клінічне випробування для цих пацієнтів, то ми для кожного з них робили окрему основу. Ми скликали пацієнтів 6-8 тижнів до запланованої операції, зробили рентген, а тоді ми робили основу під кожного пацієнта залежно від розміру тазової порожнини. На другому етапі випробувань у нас уже просто були різні розміри – S, M, L та XL. (сміх) Серйозно. Напевно, кожен із вас захотів би собі XL, правда? (сміх)

Так от, міхурі вже складніші за інші утворення. Але є інші порожнисті органи з додатковими складнощами. Це – серцевий клапан, який ми відтворили штучно. Ми його будували такимо ж чином. Беремо канву, заправляємо її клітинами, і ви бачите, як відкриваються та закриваються стулки клапана. Перед пересадкою ми їх тренуємо. Все так само.

Найскладнішими з усіх є цілісні органи. Цілісні органи більш складні, тому що потрібно набагато більшу кількість клітин на сантиметр. Це простий цілісний орган – вухо. На нього наноситься хрящовина. Це – наша «пічка». Після обробки його туди кладуть. Через декілька тижнів ми вже можемо забрати основу з хрящовиною.

Тут ми будуємо пальці. Їх нарощують шар за шаром, спочатку – кістка, а порожнини ми заповнюємо хрящовиною. Тоді ми накладаємо м'язи. Ці цілісні структури будуються шар за шаром. Так що це вже складніші органи. Але найскладнішими цілісними органами є васкуляризовані органи, де багато кровоносних судин, такі органи, як серце, печінка, нирки. Тут ми бачимо приклад, є різні підходи до вирощування цілісних органів.

Це – один із них. Ми використовуємо принтер. Замість чорнила ми використовуємо – це був картридж струменевого принтера – ми просто використовуємо клітини. Це – звичайний офісний принтер. Ми буквально «друкуємо» це двокамерне серце, шар за шаром. Ви бачите, як формується серце. Воно друкується 40 хвилин, а через 4-6 годин ви бачите, як м'язові клітини скорочуються. (оплески) Цю технологію розробив Тао Жу, який працював у нашому інституті. Все це, звичайно, поки що експерименти, не для застосування на пацієнтах.

Ще одна технологія, яку ми застосовуємо, це – використання знеклітнених органів. Ми беремо донорські органи, органи, які викидаються, та обробляємо їх дуже м'якими миючими засобами, щоб вимити з цих органів усі клітинні елементи. Таким чином, наприклад, ліворуч, зверху, ви бачите печінку. Ми беремо донорську печінку, дуже м'які миючі розчини, і таким чином вимиваємо всі клітини з печінки.

Через 2 тижні, ми можемо взяти цей орган в руки, на дотик він – як справжня печінка, ми можемо тримати його в руках, як печінку, він виглядає як печінка, але він не має клітин. Все, що від неї залишається, це такий собі «скелет» печінки, який повністю складається з колагену, матеріалу, який присутній в організмі, який не буде відторгнений. Ми можемо використовувати його від пацієнта до пацієнта. Тоді ми беремо цю судинну структуру і ми можемо доказати, що ми зберігаємо кровопостачання.

Ось тут видно, це флюороскопія. Ми вводимо в орган контрастну речовину. Тут видно початок. Ми вводимо контрастну речовину в орган, в цю знеклітнену печінку. Тут видно, що судинне дерево залишається цілим. Тоді ми беремо ці судинні клітини, клітини судин, заливаємо судинне дерево власними клітинами пацієнта. Ми заливаємо зовнішню поверхню печінки печінковими клітинами пацієнта. Таким чином ми відтворюємо робочі печінки. Тут воно якраз показано. Це все ще експерименти. Але ми можемо відтворити функцію печінки в експериментах.

Щодо нирки, то, як я вже казав, коли показував першу картину, перший слайд, то 90 % пацієнтів, які стоять на черзі, чекають на нирку. 90 %. Тому інша технологія, яка використовується, це виготовлення пластинок, які ми складаємо докупи, як такий собі акордеон. Отож, ми складаємо ці пластинки з нирковими клітинами. І в результаті виходять такі мініатюрні нирки, які ми побудували. Вони продукують справжню сечу. Знову ж таки, це невеликі утворення, проблема – працювати з більшими. Над цим ми працюємо зараз у себе в Інституті. Я хотів би підсумувати для вас стратегію, яку ми прагнемо застосовувати в регенеративній медицині.

Якщо це взагалі можливо, то ми б хотіли використовувати розумні біоматеріали, які можна просто зняти з полички, щоб відновити органи. Ми зараз обмежені щодо відстаней, але наша мета – з часом збільшити ці відстані. Якщо ми не можемо використовувати розумні біоматеріали, то ми б використовували власні клітини пацієнта.

Чому? Тому що не буде відторгнення. Ми можемо брати ваші клітини, побудувати орган, імплантувати його, і не буде відторгнення. Якщо це можливо, то ми б використовували клітини з конкретного органа. Якщо у вас хворе дихальне горло, то ми візьмемо клітини з вашого дихального горла. Якщо у вас хвора підшлункова, то ми візьмемо клітини з цього органа.

Чому? Тому що краще брати такі клітини, про які ми вже знаємо, що вони відповідного виду. Клітина дихального горла вже знає, що вона – клітина дихального горла. Нам не треба «навчати» її, щоб вона стала клітиною іншого виду. Тому ми надаємо перевагу клітинам відповідного органа. На сьогодні ми в стані отримати клітини більшості органів, які є в організмі, окрім декількох, для яких нам все ще потрібні стовбурові клітини, такі як серце, печінка, нерви та підшлункова. Для них нам все ще необхідні стовбурові клітини. Якщо ми не можемо взяти стовбурові клітини з вашого організму, то ми б використовували донорські стовбурові клітини. При цьому, ми надаємо перевагу клітинам, які не будуть відторгнені та не будуть утворювати пухлини.

Ми багато працюємо зі стовбуровими клітини, про які ми писали два роки тому, стовбурові клітини з амніотичної рідини та плаценти, що мають такі властивості. Зараз я б хотів розповісти вам про деякі з наших основних проблем. Тобто я показав презентацію, все так гарно виглядає, все працює. Але, насправді, з цими технологіями не все так просто. Над тим, що ви сьогодні бачили, працювало понад 700 науковців з нашого інституту впродовж 20 років.

Так що це дуже серйозні технології. Як тільки отримаєш формулу, їх можна відтворити. Але щоб до цього дійти, потрібен час. Я люблю показувати цю карикатуру. Як зупинити упряжку. Тут ви бачите візника, який робить, на верхній картинці, він робить: A, B, C, D, E, F. Врешті-решт, він зупиняє упряжку. Це, як правило, науковці, А ті, що внизу, це зазвичай хірурги. (сміх) Я хірург, тому мені не смішно. (сміх)

Але, в принципі, підхід A – правильний. Мається на увазі, що щоразу, коли ми запускаємо ці технології в лікарні, ми стовідсотково пересвідчуємося, що зробили все можливе в умовах лабораторії, перед тим як застосовувати ці технології на пацієнтах. А коли ми їх застосовуємо на пацієнтах, то ми завжди задаємо собі дуже серйозне питання: Чи ти готовий імплантувати це близькій людині, власній дитині, члену сім'ї? І тільки тоді ми продовжуємо. Тому що головна наша мета, звичайно, це – не нашкодити.

Я вам зараз покажу коротенький ролик. Це 5-секундний запис пацієнтки, яка отримала такий штучно відтворений орган. Ми почали імплантувати деякі органи понад 14 років тому. Тож зараз є пацієнти, які живуть з органами, вирощеними органами, вже 10 років. Зараз я покажу відеозапис цієї дівчини. В неї розщеплення хребта, аномалія спини. У неї не було нормального сечового міхура. Це сюжет CNN. Ми покажемо лише 5 секунд. Цим сегментом займався Санджей Ґупта.

Відео: Кейтлін M.: Я щаслива. Я завжди боялась, що може статися якась прикрість. А тепер я можу просто собі піти погуляти з друзями, і робити все, що хочу.

Ентоні Атала: Бачите, головна обіцянка регенеративної медицини – це єдина обіцянка, і вона дуже проста: зробити так, щоб пацієнтам стало краще. Дякую за увагу. (оплески)