Щоб виростити штучну ногу, потрібно взяти сполучний каркас від чиєїсь чужої кінцівки і заповнити його новими клітинами - бажано, своїми.
Наші ноги і руки зроблені з м'язів, кісток, хрящів, кровоносних судин, зв'язок, шкіри, і все воно з'єднується так майстерно, що, здається, натомість втраченої руки або ноги простіше зробити повністю штучний протез, ніж намагатися в точності повторити природу. Проте саме це вдалося зробити дослідникам із Загальноклінічної лікарні штату Массачусетс, які зуміли відтворити кінцівку з клітинного матеріалу. Правда, поки мова йде не про людські руки і ноги, а про лапку щура.
Суть роботи полягала в наступному. Як відомо, крім клітин у будь-яких органах і тканинах є ще міжклітинний матрикс, що складається з білків, глікопротеїнів, ліпідів тощо. Матрикс допомагає клітинній масі тримати форму, формуючи щось на зразок каркаса, за який клітини можуть триматися. Їх можна видалити за допомогою спеціальних детергентів, причому сам каркас залишиться недоторканим. І ось, пропускаючи детергент через передню кінцівку, взяту у мертвого щура, Гаральд Отт (Harald C. Ott) і його колеги зчистили з нього всі клітини, але так, що матрикс кровоносних судин і м'язів залишився на місці. Процедура зайняла 52 години, а що відбувалося при цьому з лапкою, можна побачити тут. В результаті вийшло щось на зразок об'ємного контуру кінцівки, який тепер належало наповнити новим клітинним вмістом.
Лапку поміщали в біореактор, в якому їй належало обрости клітинами. Спочатку їх ростили окремо, а потім вводили в «порожню» кінцівку: клітини, які повинні були відновити судини, поміщали в матрикс, що залишився від вен і артерій, ті, які повинні були відновити м'язи, вводили в м'язові оболонки. Через п'ять днів кінцівку обробляли слабким електричним струмом, щоб м'язові клітини сформували правильні м'язи, а через два тижні перевіряли, що вийшло.
У статті в Biomaterials автори пишуть, що і судинні, і м'язові клітини зробили все правильно. Щуряча лапка отримала нові судини і нові м'язи, і, коли її пересадили іншій щурі, судини забезпечили циркуляцію крові, а м'язи скорочувалися у відповідь на електричну стимуляцію - лапка згиналася в комі і згинала фаланги пальців. Варто, щоправда, зауважити, що нервів у лапці не було, тож щур керувати новою передньою ногою не міг. Дослідники збираються найближчим часом зайнятися відновленням саме нервової системи, щоб пересаджену кінцівку можна було відчувати і щоб їй можна було керувати.
Сама по собі пересадка руки або ноги від однієї людини іншій зараз вже не новина, проте в такому випадку часто доводиться втихомирювати імунітет, який атакує нову кінцівку як чужорідне тіло. З допомогою клітин-попередників, узятих у самого пацієнта, можна було б виростити всі необхідні тканини ноги або руки, але тут виникає інша проблема: як ці тканини правильним чином організувати. З нуля виростити кінцівку поки що не виходить (хіба що спробувати надрукувати її на 3D-принтері), але зате можна спробувати використовувати який-небудь каркас. Звичайно, тут теж можуть бути проблеми з імунною системою, проте зовсім не такі, як при пересадці всієї ноги або руки, з усіма їх клітинами. До речі, авторам роботи тим же способом вдалося очистити від клітин передню руку павіана, так що залишилося тільки правильно «начинити» її людськими м'язовими, нервовими та епітеліальними клітинами - і нова рука буде готова.