Созданные в лаборатории капилляры человека (отмечены зеленым), полученные из стволовых клеток, «контактируют» с ростками, выступающими из аорты крысы (выделены красным).
Выращивание тканей и органов в лаборатории для трансплантации пациентам может стать проще после того, как ученые открыли эффективный способ создания трехмерных сетей кровеносных сосудов, жизненно важных для выживания тканей, но в настоящее время являющихся камнем преткновения в регенеративной медицине.
Кроме того, метод выращивания кровеносных сосудов на 3D-каркасе снижает риск отторжения трансплантата, поскольку он использует клетки пациента. Он был разработан исследователями из отдела фармации и фармакологии Университета Бата в сотрудничестве с коллегами из Бристольского института сердца.
Исследование опубликовано в Scientific Reports.
До сих пор нехватка адекватных каркасов, производимых пациентами, которые могут поддерживать рост кровеносных сосудов, была основным ограничением для регенеративной медицины и тканевой инженерии.
Другие методы допускают лишь ограниченное образование мелких кровеносных сосудов, таких как капилляры, что снижает вероятность успешной трансплантации ткани пациенту. Кроме того, другие методы роста тканей требуют использования продуктов животного происхождения, ненужных в этой методике, в которой используется гель лизата тромбоцитов человека (hPLG) и эндотелиальные клетки-предшественники (EPC) – тип клеток, который помогает поддерживать стенки кровеносных сосудов.
Доктор Джордано Пула, преподаватель фармакологии Университета Бата и руководитель исследовательской группы, сделавшей открытие, сказал: "Основная задача тканевой инженерии и регенеративной медицины – снабдить новую ткань сетью кровеносных сосудов и связать ее с существующим кровоснабжением пациента; это жизненно важно для выживания ткани и интеграции с соседними тканями.
Доктор Поль Де Банк, старший преподаватель фармацевтики Университета Бата и соавтор статьи, сказал: "Встраивая EPC в гель, полученный из тромбоцитов, которые можно выделить из крови пациента, мы продемонстрировали формирование сети мелких сосудов. Более того, гель содержит ряд различных факторов роста, которые могут побуждать существующие кровеносные сосуды проникать в гель и образовывать связи с новыми структурами. Комбинирование тканеспецифических клеток с этим гелем, содержащим EPC, дает возможность для формирования полностью васкуляризированных функциональных тканей или органов, которые легко интегрируются с пациентом.
"Это открытие может ускорить развитие приложений регенеративной медицины."
Профессор Питер Вайсберг, медицинский директор British Heart Foundation, сказал: "Более полумиллиона человек в Великобритании страдают сердечной недостаточностью, инвалидизирующим состоянием, из-за которого люди не могут заниматься повседневными делами, такими как подъем по лестнице или даже прогулки по магазинам. Это регенеративное исследование приближает цель British Heart Foundation – вылечить разбитое сердце и победить сердечную недостаточность.
"Все живые ткани, включая новую сердечную мышцу, нуждаются в кровоснабжении. Одна из фундаментальных целей регенеративной медицины – найти способы вырастить новое кровоснабжение с нуля. Предыдущие попытки сделать это с использованием человеческих клеток и синтетических каркасов имели лишь ограниченный успех.
"Прелесть этого нового подхода заключается в том, что компоненты собственной крови человека можно манипулировать для создания каркаса, на котором могут расти новые кровеносные сосуды. Это увеличивает вероятность того, что новая ткань будет интегрирована в тело пациента, что, в случае успешного проведения дополнительных исследований, может улучшить жизнь людей, страдающих сердечной недостаточностью."
Исследование было поддержано фондами Университета Бата, Исследовательского совета биотехнологии и биологических наук (BBSRC), Королевского общества и Британского фонда сердца.