За допомогою клітин шкіри можна зробити новий клапан для серця, який буде рости разом з організмом і не буде накопичувати солі кальцію.
Деякі діти народжуються з вродженими вадами серця, які відразу вимагають серйозного медичного втручання. Наприклад, багато з вад пов'язані з тим, що якийсь із серцевих клапанів сформувався неправильно. Клапани розташовані між передсердями і шлуночками і на виході з кожного шлуночка. Вони направляють струм крові в одну сторону, не даючи їй відтікати назад. Уявімо, що клапана між передсердям і шлуночком немає - тоді при скороченнях серця кров в основному буде перетікати з передсердя в шлуночок і назад. Клапан від народження може бути зіпсований настільки сильно, що серце не буде забезпечувати потрібний кровотік по тілу.
У таких випадках зазвичай роблять пересадку клапана, зшитого зі спеціально оброблених тварин тканин (взяти готовий тваринний клапан не вийде: клапани серця людини і клапани серця тварини працюють при різних навантаженнях і анатомічно помітно відрізняються один від одного). Але такий клапан не буде рости разом з організмом. Тому якщо клапан пересадили маленькій дитині, то йому потім доводиться витримати кілька операцій, щоб замінити колишній клапан на більш великий. Крім того, в пересаджених клапанах відкладаються солі кальцію, виводячи їх з ладу. Звіщення клапана йде і у дорослих, і у дітей, але у дітей воно йде швидше через більш активний обмін речовин.
Співробітники Університету Міннесоти повідомляють Science Translational Medicine, що їм вдалося створити клапан, який росте разом із серцем. Власне, вони багато в чому повторили свої власні експерименти, про які ми розповідали кілька років тому, тільки тоді йшлося не клапанах серця, а про кровоносні судини.
Суть методу була в тому, що фібробласти - клітини сполучної тканини, що синтезують білок колаген, еластин та інші важливі молекули - садили на трубки, зроблені з білка фібрина. Молекули фібрину схильні полімеризуватися в нитці (фібринова сітка, як відомо, утворюється в реакції згортання крові, зміцнюючи тромб), і одержується в результаті гелеобразна маса служить хорошим каркасом для клітинної культури. Фібробласти росли в живильному середовищі, яке ритмічно прокачувалося через білкову трубку, де вони сиділи.
Клітини зміцнювали каркас своїм колагеном та іншими білками. Через кілька тижнів клітини позбувалися, і в руках у дослідників опинялася пруга трубка зі сполучних білків. Кількох таких трубок зшивали разом у кільце, щоб потім розрізати в потрібних місцях - виходив серцевий клапан у вигляді кільця з пелюстками: ці пелюстки відкривалися, коли рідина тиснула на них з одного боку, і закривалися, коли рідина тиснула на них з іншого боку.
Тепер залишалося перевірити клапан у справі. Експерименти ставили з вівцями, тобто ті клітини, які росли на фібриновій трубці, теж брали у овець. Відповідно, коли тій же вівці пересаджували колагеновий клапан, її імунітет на це ніяк не обурювався. Спочатку молодим тваринам пересаджували клапан діаметром 19мм, а через 52 тижні він виростав до 25 мм. Загалом клапани збільшувалися на 17-34%: після пересадки на них приходили нові клітини, які перебудовували їх, додавали нові порції білків тощо.
Іншими словами, суть була в тому, щоб зробити новий клапан за допомогою власних клітин того, кому він призначається. Фібробласти, сполучні клітини-будівельники, в достатку містяться в шкірі, звідти їх і брали для дослідів; з таким же успіхом фібробласти можна взяти зі шкіри справжнього хворого. Після пересадки організм сприйме клапан як свій власний, тому і рости такий клапан буде, як якщо б він спочатку сидів у цьому серці. Більш того, за словами авторів роботи, в їх клапані майже не накопичуються солі кальцію і він не провокує тромби - що природно, якщо організм вважає клапан своїм.
Правда, поки що сконструйований клапан пересаджували не прямо в серце, а в легкову артерію, яка несе кров від правого шлуночка до легких. Тут пелюстки клапана все одно повинні були відкриватися і закриватися - важливо було зрозуміти, чи зможуть вони в принципі робити це дуже довго. Але в найближчому майбутньому такий клапан збираються пересадити вже саме в шлуночок, щоб зімітувати справжню операцію по заміні клапана. Якщо операція пройде успішно і клапан буде працювати, як треба, справа дійде і до клінічних випробувань.