Тканевая инженерия для лечения врожденных дефектов диафрагмы

Международной группе исследователей из Швеции, России и США удалось вырастить ткань диафрагмы крыс с использованием собственных мезенхимальных стволовых клеток и донорского коллагенового каркаса. При трансплантации животным эта структура приобретала все сложные механические свойства мышечной ткани диафрагмы.

Диафрагма представляет собой пласт мышечной ткани, непрерывно сокращающийся и расслабляющийся, что обеспечивает дыхание организма. Диафрагме принадлежит важная роль в глотании и она также выполняет функцию барьера между грудной и брюшной полостями. Деформации или отверстия в диафрагме встречаются у 1 из 2 500 новорожденных и могут вызывать тяжелые, часто фатальные симптомы.

На сегодняшний день хирургическое восстановление подобных дефектов подразумевает использование искусственных «заплаток», которые не растут вместе с ребенком и не способны сокращаться, что необходимо для поддержания дыхания. Авторы считают, что разработанная ими технология может стать решением проблемы, так как она позволит выращивать фрагменты мышечной ткани из собственных клеток ребенка и использовать их для полноценного восстановления врожденных дефектов диафрагмы.

В рамках своего исследования они путем серии химических воздействий удалили все живые клетки из ткани диафрагмы мертвых крыс-доноров. Этот процесс позволил избавиться от всего, что может вызвать реакцию со стороны иммунной системы животных-реципиентов, сохраняя все соединительные ткани – внеклеточный матрикс, обеспечивающий структуру и механические свойства органов. При тестировании in vitro исследователям сначала показалось, что полученные тканевые каркасы утратили критичную способность непрерывно растягиваться и сокращаться в течение продолжительных периодов времени. Однако после заселения аллогенными стволовыми клетками костного мозга и последующей трансплантации крысам полученные структуры начинали функционировать как полноценные участки диафрагмы. Через три недели после пересадки 80% правого или левого купола диафрагмы параметры миографии и спирометрии, а также гистологические данные у подопытных крыс не отличались от показателей здоровых животных.

До проведения клинических исследований новый подход еще необходимо протестировать на более крупных животных моделях. Однако разработчики надеются, что предложенный ими метод будет по крайней мере не менее эффективен, чем традиционный хирургический подход к лечению врожденных дефектов диафрагмы с дополнительным преимуществом, заключающимся в способности трансплантата расти вместе с ребенком.

Статья Gubareva E. et al. Orthotopic transplantation of a tissue engineered diaphragm in rats опубликована в журнале Biomaterials.

Евгения Рябцева

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Karolinska Institutet: New diaphragms grown from stem cells offer hope of a cure for common birth defect and possibly future repairs of the heart.