Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Искусственные кровеносные сосуды растут после пересадки

Белковые трубки, пересаженные в лёгочную артерию, могут увеличиваться в длину и ширину вместе с самим сосудом.

Существуют пороки сердечно-сосудистой системы, когда из-за анатомических дефектов нарушается нормальный путь кровообращения в организме. Это может быть либо просто отсутствие нужного сосуда, который по какой-то причине не сформировался во время внутриутробного развития, либо сужение сосудистых стенок, так что кровь по суженному участку идёт с трудом либо вообще не идёт.

Разрез стенки искусственного белкового сосуда, готового к пересадке: и состоящего из коллагена и, в меньшей степени, фибрина. (Фото Zeeshan Syedain et al., Nature Communications 7, 2016.)
Разрез стенки искусственного белкового сосуда, готового к пересадке: и состоящего из коллагена и, в меньшей степени, фибрина. (Фото Zeeshan Syedain et al., Nature Communications 7, 2016.)
Искусственный сосуд перед пересадкой. (Фото University of Minnesota.)
Искусственный сосуд перед пересадкой. (Фото University of Minnesota.)
Кусок белковой трубки, вставленный в лёгочную артерию овцы. (Фото Zeeshan Syedain et al., Nature Communications 7, 2016.)
Кусок белковой трубки, вставленный в лёгочную артерию овцы. (Фото Zeeshan Syedain et al., Nature Communications 7, 2016.)

В качестве примера можно привести случай, когда закрыт выход лёгочной артерии, по которой венозная кровь течёт от правого желудочка в лёгкие. При таком пороке, называемом атрезией лёгочной артерии, нарушен кровоток по малому кругу кровообращения (в котором кровь насыщается кислородом и отдаёт взятый из тканей углекислый газ), и смерть тут наступает в течение нескольких дней.

Другой пример – тетрада Фалло, или «синий» порок сердца, довольно сложная анатомическая аномалия, при которой происходит стеноз (сужение) сосудов, входящих и выходящих из сердца. Если вовремя сделать операцию и поставить в проблемные места искусственные сосуды, человека можно спасти, однако такие операции, к сожалению, приходится потом проделывать регулярно, ведь организм-то растёт, а искусственные сосуды – нет.

Но, возможно, в скором будущем в таких случаях можно будет ограничиваться всего одной операцией – благодаря искусственным сосудам, которые растут вместе со своим хозяином. Роберт Транквилло (Robert T. Tranquillo) и его коллеги из Миннесотского университета брали из кожи овец фибробласты – клетки соединительной ткани, синтезирующие белок коллаген, эластин и другие важные молекулы – и сажали их на трубки, сделанные из белка фибрина. Молекулы фибрина склонны полимеризоваться в нити (фибриновая сетка, как известно, образуется в реакции свёртывания крови, укрепляя тромб), и получающаяся в результате гелеобразная масса может служить хорошей подложкой для клеточной культуры. Фибробласты росли в питательной среде, которая ритмично прокачивалась через белковую трубку, где они сидели.

Пульсация жидкости имитировала ток крови, и клетки, размножаясь на фибриновой подложке и чувствуя напор жидкости, дополнительно укрепляли своё местообитание собственными белками (коллагеном и пр.), так что вся конструкция становилась ещё прочнее и эластичнее. Затем клетки удаляли, а белковые трубки вшивали в лёгочную артерию нескольким ягнятам в возрасте пяти недель от роду. (Удалить фибробласты было необходимо, так как их брали от другого животного и потому их «внешний вид» мог спровоцировать иммунитет ягнят на реакцию отторжения.) Расчёт был на то, что обжитая и модифицированная прежними клетками трубка станет хорошей приманкой для новых клеток, которые придут на неё из тканей самого ягнёнка.

Расчёт оправдался – в статье в Nature Communications авторы пишут, что искусственные фрагменты сосуда успешно обрастали клетками, которые со временем сами наращивали их по мере того, как животное росло. За год у овец не возникло никаких побочных эффектов, и, когда исследователи захотели увидеть, что произошло с пересаженными белковыми трубками, то оказалось, что они увеличились примерно на 50% в длину и ширину, и, соответственно увеличился и проходящий через них объём крови.

Нельзя сказать, что сосуды были целиком «внешними», «искусственными» – по сути, они сыграли роль затравки, которую потом достраивали собственные клетки овцы. Теперь остаётся выяснить, будут ли подобные гибридные трубки работать там, где есть анатомические дефекты, то есть будут ли клетки организма с пороком развития осваивать пересаженные сосуды, наращивая их по мере роста и взросления организма.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru