Используя взрослые стволовые клетки, исследователи создали функциональные кровеносные сосуды, которые однажды могут заменить синтетические трансплантаты, которые часто требуются при различных операциях по шунтированию сосудов, согласно исследованию, представленному на Ежегодной конференции Американской кардиологической ассоциации по артериосклерозу, тромбозу и биологии сосудов в 2010 году.
Шунтирование используется для открытия заблокированных артерий в одной части тела с использованием сосуда из других частей тела. Однако до 40 процентов пациентов не имеют сосудов, подходящих для процедуры. В таких случаях хирурги используют синтетические трансплантаты. Но искусственные кровеносные сосуды часто забиваются в течение одного-трех лет с большей скоростью, чем естественные артерии, что часто приводит к серьезным инфекциям.
"Наши трансплантаты могут быть использованы для обходного анастомоза периферических артерий (в основном в ногах), артериовенозной фистулы (тип сосудистого доступа для гемодиализа) и хирургического обхода сердца," сказал Стивен Э. Макилхенни, Ph.D., ведущий автор исследования и тканевый инженер университетской больницы Томаса Джефферсона в Филадельфии. "Тем не менее, первые применения трансплантатов будут для лечения заболеваний периферических артерий и трансплантации диализного доступа."
Макилхенни и его коллеги сообщили об обнадеживающих результатах своих первых доклинических испытаний графиков.
"Нашей идеей было создание более биологического канала, который позволил бы избежать проблем, связанных с синтетическими трансплантатами, и предоставить пациентам лучшую альтернативу," сказал Макилхенни. "Важным открытием является то, что мы можем построить кровеносный сосуд из донорской ткани и собственных взрослых стволовых клеток животного. Потенциально пациенты, которым требуется операция шунтирования, могут получить оптимизированные трансплантаты, которые уменьшат их будущие осложнения."
Исследователи вырастили взрослые стволовые клетки кролика на каркасах из вен человека в лаборатории. Команда удалила все клетки из участков подкожных вен человека, в результате чего осталась трубка, состоящая только из белкового каркаса, поддерживающего клетки. Поскольку строительные леса не содержат ячеек; меньше риска, что иммунная система отвергнет его.
Исследователи извлекли взрослые стволовые клетки из жировых клеток каждого кролика, получившего тестовый трансплантат. Они выращивали стволовые клетки на кусках каркаса, и каждый кролик получил трансплантат, на котором были только его собственные стволовые клетки.
"Жировые клетки легко получить с помощью липосакции," Макилхенни сказал. "Стволовым клеткам костного мозга требуется пройти в костный канал, чтобы извлечь костный мозг, что может быть болезненным."
Хирурги перерезали брюшную аорту пяти кроликов-самцов и вставили трансплантаты стволовых клеток в большую артерию. У пяти других кроликов-самцов они аналогичным образом вставили трансплантаты голого белкового каркаса. Они обследовали животных каждые две недели в течение восьми недель с помощью ультразвука, отслеживая, закрываются ли вставленные трансплантаты.
Через восемь недель хирурги удалили трансплантаты у 10 животных. Пять голых трансплантатов каркасов показали значительное утолщение, подобное тому, которое наблюдается при сердечно-сосудистых заболеваниях человека, а также свидетельства образования тромбов.
Что касается остальных пяти прививок, "мы обнаружили, что использование стволовых клеток в качестве покрытия предотвращает свертывание и утолщение стенки трансплантата," Макилхенни сказал. "Я бы сказал, что эти трансплантаты были значительно лучше."
Остается значительно больше работы, включая дополнительные испытания на животных, прежде чем можно будет начать исследования трансплантатов, полученных из жировых клеток, на людях. Команда пытается вырастить гладкомышечные клетки на внешнем слое каркаса. В артериях этот слой клеток укрепляет кровеносные сосуды и позволяет им сокращаться.
Группа также исследует предполагаемую, но недоказанную функцию оксида азота в успехе трансплантации взрослых стволовых клеток. Известно, что оксид азота подавляет агрегацию тромбоцитов и образование тромбов в кровеносных сосудах. "Мы попытаемся более определенно доказать, что эта молекула защищает наш трансплантат от утолщения стенки," Макилхенни сказал.