РЕПОРТАЖ: Как в Беларуси создают искусственные органы

Здание Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза на базе РНПЦ онкологии и медицинской радиологии имени Н.Н.Александрова строилось с нуля. Исключительно за счет бюджетных средств и по международным стандартам. Сегодня это небольшой институт, благодаря которому в лечении онкологических заболеваний используется персонализированный подход. Лаборатория позволяет проводить диагностику онкологических заболеваний, прогнозировать их течение и определять индивидуальную чувствительность опухоли к тем или иным химиотерапевтическим препаратам. Молекулярно-генетическая лаборатория включает шесть отделений. В одно из них - отделение клеточных технологий - корреспонденты БЕЛТА направились понаблюдать, как создаются искусственные ткани и органы. Сегодня эту биоинженерную технологию осваивают во всем мире. Правда, выращенные органы пока не пересаживают людям, однако пресса то и дело сообщает об активных разработках и экспериментах в этой области. Первые шаги по созданию искусственных органов в лаборатории канцерогенеза уже наметились. Речь идет о тканеинженерной конструкции трахеи, или биологической матрице, которую организм пациента воспринял как родной орган. Летом прошлого года белорусские хирурги заявили о проведении уникальной операции - протезировании трахеи с использованием тканеинженерного протеза. Суть технологии в следующем: у донора берется трахея и отмывается от клеточных элементов. Эта своеобразная матрица имплантируется в мышцу реципиента. После прорастания матрицы сосудами происходит ее заселение стволовыми клетками. Впервые новый метод успешно применили в лечении 65-летнего мужчины, у которого был выявлен рак верхней доли правого легкого с прорастанием опухоли на большом протяжении в трахею. С того времени уже успешно проведены две подобные операции, на очереди - третья.

Это событие стало эпохальным для белорусской медицины. Свою лепту в общее дело внесли и сотрудники лаборатории канцерогенеза. Именно здесь занимались девитализацией, то есть очищением донорской трахеи. Биолог Карина Лавринович рассказывает, как это происходит: бригада трансплантологов изымает у донора трахею, доставляет ее в лабораторию в стерильном растворе. Здесь орган механически очищается от жировой ткани, лимфоузлов, затем помещается в стерильный раствор, где идет его дальнейшая самоочистка. На это уходит около двух недель, после чего трахея фактически готова для трансплантации.

По словам специалистов отделения, в настоящее время методика совершенствуется, ведь для онкологического пациента две недели ожидания - достаточно длительный срок. Время подготовки биологической матрицы необходимо сократить насколько это возможно.

Подготовка донорской трахеи - это лишь начало в работе по созданию искусственных органов, отмечает руководитель лаборатории Анна Портянко. В принципе, технологию можно применять и в отношении других органов, но пока это лишь задумка. Сейчас сотрудники отделения собирают соответствующую информацию с учетом зарубежного опыта. Благодаря наработкам, описанным в литературе, можно расширить, углубить и усовершенствовать технологию, уверена руководитель лаборатории.

"Мы должны тратить государственные деньги на решение реально существующих проблем, не просто реализовать свое научное хобби. Поэтому мы всегда работаем на результат, должен быть практический выход, который завтра позволит сохранить жизнь человека", - подчеркивает Анна Портянко. В целом выращивание искусственных органов - направление очень перспективное и, главное, востребованное. Как известно, на данный момент таблетку от рака еще не изобрели. Основной метод лечения онкологических патологий - хирургический. На третьей-четвертой стадии заболевания, когда зачастую пациенты обращаются к врачу, опухоль уже пускает метастазы. Хирургическое удаление того или иного органа или его части требует замены. Найти подходящего донора для трансплантации не просто. Более того, трансплантация сопряжена с необходимостью проведения пожизненной терапии для предотвращения отторжения. Выращивание биоинженерных органов позволит решить эти и другие вопросы.

Другое направление работы лаборатории канцерогенеза - ведение линии опухолевых клеток. Клеточные раковые культуры хранятся в замороженном виде. Здесь есть и известная HeLa - линия клеток, полученная 8 февраля 1951 года из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс, умершей от этого заболевания 4 октября того же года. Эти раковые клетки используются во многих научных исследований в области биологии и фармакологии.

Пока в отделении хранится около десяти клеточных культур в замороженном виде. Их приобрели в зарубежных центрах. В перспективе специалисты планируют самостоятельно выращивать первичные культуры. Биологический материал для пополнения банка клеточных культур опухолей человека будут брать в РНПЦ онкологии, разумеется, с согласия пациентов. Ведение клеточных культур - это тяжелая лабораторная работа, которая не допускает погрешностей. "Клетки живут и размножаются. Если монослой культуры превысит свою критическую массу, им будет недостаточно питательной среды, воздуха, и они начнут умирать. Поэтому клетки нужно постоянно пересаживать", - рассказывает исполняющая обязанности заведующего отделением Антонина Медведь. В противном случае клетки просто погибают, теряются результаты порой многолетней работы.

Благодаря клеточным линиям в перспективе можно проводить различные эксперименты, разрабатывать лекарственные препараты, тестировать их. Важно накопить биологический материал в достаточном количестве, чтобы экспериментировать не на одной клеточной культуре, а на десятках. Таким образом можно выяснить, какие именно опухоли чувствительны к той или иной терапии. И далее можно выстраивать индивидуальную тактику лечения для каждого пациента. В этом и заключается персонализированный подход. К слову, в борьбе с онкологическими заболеваниями остро стоит вопрос о необходимости создания лекарств, эффективность которых можно было бы предсказать на основании изучения особенностей болезни каждого пациента. Этим требованиям отвечает новое направление в лечении опухолей - таргетная (молекулярно направленная) терапия, которая сегодня фактически определяет перспективы развития онкологии. Умные лекарства могут четко идентифицировать опухолевые клетки и оказывать разрушающее воздействие исключительно в пределах злокачественного новообразования, не затрагивая при этом здоровых органов и тканей. Создание банка клеточных культур опухолей человека значительно приблизит отечественную науку к решению этой задачи.

Востребованное направление в лечении онкозаболеваний - высокодозная химиотерапия, которая назначается в сложных случаях, в том числе когда заболевание находится в запущенной стадии. В процессе такой химиотерапии многие здоровые клетки подвергаются такому же воздействию, что и раковые, то есть уничтожаются. Поскольку все клетки в человеческом организме образовываются из элементарных стволовых, то без трансплантации последних не может проводиться лечение высокодозной терапией. "Поэтому перед ее проведением сначала у человека нужно забрать стволовые клетки, очистить и сохранить, а затем снова заселить, - поясняет Анна Портянко. - Это направление у нас также будет реализовываться. Это очень сложный организационный процесс, нужно еще научить людей работать на нашем аппарате". В целом лаборатория оснащена новейшим дорогостоящим оборудованием (за бюджетные средства), позволяющим интегрироваться в европейскую систему научных биомедицинских исследований. Например, установлена современная система микроклимата, позволяющая поддерживать в определенных помещениях абсолютную стерильность, что при работе с клеточными культурами особенно важно.

В отделении работают в основном врачи и биологи. Такой симбиоз приносит свои плоды, и, по мнению Анны Портянко, он очень перспективный. Медицинское мышление позволяет успешно интегрировать фундаментальную науку в клинику, а подготовка биолога предусматривает более высокий стартовый уровень в лабораторной работе.

Специалисты отделения признаются, что в перспективе хотели бы создавать при помощи 3D-принтера полноценные органы и ткани. 3D-печать открывает новые возможности для медицины. И сегодня подобные эксперименты уже проводятся. Как знать, может в недалеком будущем отделение клеточных технологий презентует первое в Беларуси созданное на 3D-принтере жизнеспособное сердце. Светлана ВАСИЛЕВСКАЯ, фото Оксаны МАНЧУК, БЕЛТА.-0-