Сердечно-сосудистые заболевания в наше время уносят больше всего жизней. Но в ближайшие 5 лет число жизней, которые мы не можем спасти в наше время, существенно уменьшится.
Одними из самых опасных событий являются инфаркты. Посмотрим, что происходит при данной напасти. Чаще всего инфаркт миокарда развивается после того, как в артерию сердца попадает тромб. Кровь перестает попадать к определенным клеткам сердца (кардиомиоцитам) из-за чего они достаточно быстро отмирают. И если во многих наших органах и тканях отмершие клетки заменяются новыми (обычно из запасов стволовых клеток), то сердце так делать не умеет. Тем более надо выстраивать новые пути проведения импульса для синхронного сокращения клеток, что является совсем непростой задачей.
В результате, зона сердца с отмершими клетками просто перестает работать и сокращаться, насосная функция органа может существенно снижаться. Со временем насосная функция снижается настолько выражено, что сердце просто не может нормально перекачивать кровь для снабжения всего организма необходимыми питательными веществами и кислородом.
Если есть испорченное сердце, значит можно его заменить. Однако очередь на трансплантацию сердца может длиться годы-десятилетия, большинство, к сожалению, не дожидаются своего сердца. Заменить сердце искусственным? Неплохо, но, к сожалению, современный уровень искусственных сердец все же оставляет желать лучшего, они дороги и устанавливаются пока еще крайне редко.
А можно ли «починить» сердце? Не просто усилить оставшиеся клетки (и загонять их до предела), а реально добавить новых рабочих клеток. Оказывается, в наше время можно.
В отделе в Тель-Авивском Университете в лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины работает профессор Таль Двир, который уже более 6 лет создает «заплатку» на поврежденное сердце.
Сам процесс «лечения» будет выглядеть примерно так:
У человека с повреждением сердца берется немного жировой ткани, из которой химическим методом убирается большая часть органических веществ, остается только соединительнотканный каркас. После этого каркас заселяется стволовыми клетками этого же пациента, и с помощью специальных факторов роста, эти стволовые клетки превращаются в рабочие кардиомиоциты. Так как все ткани были взяты у самого же человека, организм их отвергать не будет. Для того чтобы обеспечить правильное проведение импульса по «заплатке» с помощью различных технологических решений (в том числе 3D-биопринтера) в ткань внедряются золотые нанопроводники. 3D-биопринтинг помогает и снабдить заплатку кровеносными сосудами. Собственно, внедрив эту ткань в место повреждения сердца, его функциональная активность восстанавливается.
В последние годы технология даже была усовершенствована и в сердечную заплатку научились вставлять гибкие наноэлектросхемы, которые могут отслеживать работу сердца, по которым также можно пускать импульс для того, чтобы завести сердца при жизнеугрожающих ситуациях. Само собой, это все можно делать удаленно. Также научились вставлять в заплатку дополнительные «фишки» типа антибактериальных и противовоспалительных веществ, которые могут выделяться только в определенных условиях (контакт с бактериями, воспалительные изменения окружающих тканей).
Ждем испытания таких заплаток на людях в 2022 году.
На мышах эти заплатки доказали свою работоспособность, в настоящее время проходят испытания на свиньях.
Также в настоящее время лаборатория, в которой работает Таль Двир, создает трёхмерные нейронные сети (настоящие, из нейронов ? ) для регенерации спинного и головного мозга.
В интервью, которое Таль Двир давал в начале этого года, он также отметил, что лаборатория начала работу над болезнью Паркинсона. Были созданы имплантаты, используя нейроны, производящие допамин, выращенные из собственных клеток пациента. Импланты помещают в персонализированные гидрогели, обеспечивающие поддерживающую микросреду для клеток, которая позволит им лучше пережить процесс трансплантации. Гели являются инъекционными и будут использованы в регенерации мозга. Подобные импланты в нервную систему человека мир может увидеть тоже в 2022 году.
Таль Двир отметил:
“Я думаю, что одним из самых захватывающих направлений являются 3D-биопринтеры, позволяющие печатать заплатки для трансплантации. Мы можем вырастить ткани из отдельных клеток и биоматериалов, а некоторые из них, например, хрящи и кости уже в клинике, но в будущем люди будут печатать целые органы на замену. Я считаю, что мы увидим напечатанные печень, почки и, возможно, сердце в ближайшие 10 лет. Многие технологии для этого уже разработаны, нам просто нужно усовершенствовать этот процесс, и однажды мы сможем печатать органы непосредственно в больнице.”
