Мочевой пузырь из стволовых
Мочевой пузырь так сложно устроен, что его до сих пор не научились пересаживать. Зато его можно сконструировать из собственных тканей организма и даже вырастить из стволовых клеток.
Опубликовано: 28 января 2016 г.
ЧЕМ ЕГО ЗАМЕНИТЬ?
Физиология мочевого пузыря не менее сложна, чем физиология сердца. Он должен накопить, удержать и свободно эвакуировать мочу. Это очень сложный процесс, поэтому нигде в мире до сих пор не проводят трансплантацию этого органа. Оказывается, это еще сложнее, чем пересадить человеку донорское сердце! Но иногда возникает необходимость мочевой пузырь удалить: при мышечно-инвазивном раке, после тяжелого воспалительного процесса и перенесенной лучевой терапии, при некоторых аномалиях развития. И возникает вопрос: чем его заменить? Раньше для решения проблемы отключали пораженный пузырь путем пересадки мочеточников в кишку. Операция в свое время была достаточно распространена, но еще в 1909 году на Всероссийском съезде хирургов она была названа темной, противоестественной и жестокой. Во-первых, она резко ухудшает качество жизни – моча выделяется из прямой кишки, сфинктер которой для этого не приспособлен. Во-вторых, возникают так называемые рефлюксы, когда содержимое толстого кишечника забрасывается в верхние отделы мочевых путей и в почки, в результате чего возникают тяжелые инфекции и почечная недостаточность. В 30-40-е годы прошлого века каждый четвертый пациент погибал после такой операции. В 50-е годы пытались заместить мочевой пузырь синтетическим протезом. Операция называлась кубинской, потому что ее предложили кубинские хирурги, но в результате от нее отказались, потому что больные погибали от прогрессирующей почечной недостаточности.
В России очень низкая выживаемость при раке мочевого пузыря – почти вполовину ниже, чем в Европе. В первую очередь, из-за поздней диагностики и зачастую неадекватного лечения. Симптомы, которые должны навести на мысль посетить уролога – нарушение мочеиспускания и – особенно! – кровотечение.
ИСКУССТВЕННЫЙ ПУЗЫРЬ
Но выход был найден: для замещения мочевого пузыря сейчас используют собственные ткани организма. Лучше всего подходит находящийся в непосредственной близости и достаточно протяженный кишечник. Существует два основных вида кишечной пластики. Первый – ортотопическая пластика, когда искусственный мочевой пузырь формируют из сегмента кишки и вшивают в него мочеточники. В таком случае восстанавливается произвольное мочеиспускание естественным путем. Второй – гетеротропическая пластика, когда формируются кишечные резервуары – либо «сухие» со специальным удерживающим механизмом, либо с выведением влажной стомы на брюшную стенку, из которой моча попадает в мочеприемник. У каждого способа есть свои минусы и плюсы, и многие пациенты равнозначно оценивают качество жизни при ортотопических и гетеротопических резервуарах.
Вырастили новый
В одном из университетов США ребенку, родившемуся с экстрофией мочевого пузыря (врожденный порок развития, когда у мочевого пузыря отсутствует передняя стенка и соответствующий ей участок брюшной стенки), вырастили новый мочевой пузырь из его собственных стволовых клеток. Но не на «пустом месте», а анатомизировали с остатками собственного пузыря. Ребенок сейчас жив-здоров, любит играть в теннис.
По словам профессора Лорана, такие операции достаточно востребованы. В одной только клинике Урологии за последние десять лет прооперировали более двухсот пациентов по поводу разных заболеваний, приведших к потере мочевого пузыря. И 70 % из них были сформированы влажные стомы. Выбор метода отведения мочи остается не только за пациентом, но в первую очередь определяется медицинскими показаниями. Гордость клиники, например, – молодая женщина, которой после лучевой терапии удалили мочевой пузырь, сформировали кишечный резервуар и вывели его в пупок. Эта небольшая дырочка почти незаметна, пациентка довольна качеством жизни и может позволить себе открытый купальник на пляже. Не всегда удается достичь такого образцового результата, тем не менее, статистика по таким операциям у нас не хуже, чем в Европе и США. Удивительно, но факт: наши пациенты до сих пор не знают, что у нас в стране проводят операции такого уровня. Причем не только в Москве, но и в Уфе, в Ростове-на-Дону, Петербурге, Тюмени, Казани.
Опубликовано: 28 января 2016 г.
Источник
А.Паевский, «Дайджест Урологии»
Каждая Нобелевская премия в области естественных наук – химии, физики и медицины и физиологии – не просто награда за выдающиеся открытия и прорывы. Это еще и знаковое событие в мире соответствующей науки, указывающее, как это принято говорить сейчас, на тренды.
В этом отношении премия 2012 года в области физиологии и медицины (кстати, правильнее называть ее премией по физиологии ИЛИ медицине – именно так она именуется по-английски), врученная Джону Гердону и Синья Яманаке, может считаться классической. Ибо вручена она за работы в ключевой области современной науки – работы по клонированию и стволовым клеткам. Д. Гердон впервые смог клонировать лягушку из клеток эпителия, а С. Яманака сумел получить плюрипотентные стволовые клетки из обыкновенных дифференцированных клеток. Век назад такие вещи даже теоретически считались невозможными.
Вспомним любимую гистологию
Что же такое стволовые клетки (СК)? Это – источник обновления всех клеток организма, при этом из некоторых типов СК могут образовываться самые разные клетки. Из стволовых клеток растет эмбрион. Первая клетка, из которой получается наш организм – стволовая. Как и тысячи последующих клеток. Кстати, существование стволовых клеток предсказал великий русский гистолог и эмбриолог Александр Александрович Максимов в 1908 году.
Существует несколько типов стволовых клеток. Самая универсальная стволовая клетка – зигота. Она дает начало всем типам клеток организма. Теми же свойствами обладают бластомеры – клетки, образовавшиеся при нескольких первых делениях зиготы. Из зиготы или бластомера можно вырастить целый организм. Такие клетки называются тотипотентными стволовыми клетками.
Чуть менее универсальны клетки, образующиеся при нескольких последующих зародышевых делениях (до разделения на зародышевые листки). Они могут дать начало всем клеткам организма, но не плаценте, поэтому целый новый организм из одной такой клетки вырастить невозможно. Эти клетки называются плюрипотентными стволовыми клетками (ПСК).
Уже специализированы мультипотентные стволовые клетки – то есть те, которые могут дать начало множеству клеточных типов, характерных для организма, но не всем. Мультипотентные клетки бывают, если можно так выразиться, «более или менее потентными» – то есть могут давать начало большему или меньшему количеству типов клеток. К мультипотентным относятся и некоторые из стволовых клеток, активных во взрослом организме, о которых говорилось выше. Постепенная дифференцировка потомков мультипотентных клеток приводит к появлению олигопотентных (дающих начало только небольшому количеству типов клеток) и унипотентных (дающих начало только одному типу) клеток.
Использование стволовых клеток в медицине началось достаточно давно и велось по двум направлениям:
- инъекции соответствующих стволовых клеток в поврежденный орган и
- попытки вырастить ткань или целый орган с последующей пересадкой его пациенту.
Второй путь хорош тем, что человек получает фактически новый здоровый орган вместо поврежденного или погибшего, при этом исключаются проблемы с совместимостью донорского органа. За последние годы ученые вырастили множество видов тканей и органов – от сердечного клапана до целого сердца. Правда, последнее еще не работает.
Не осталась в стороне и урология.
От мочевого пузыря из пробирки до почки из …принтера (!)
Урологическое сообщество в 2006 году взорвало сообщение группы Энтони Аталы из Северной Каролины. Оказывается, Э. Атала еще в 1999 году пересадил нескольким пациентам мочевой пузырь, выращенный с использованием стволовых клеток, но не опубликовал тогда результаты, дабы убедиться, что операция прошла успешно в отдаленном периоде времени. С тех пор в мире проведено около 30 подобных операций.
Сейчас Э. Атала – один из мировых лидеров нового направления в медицине, которое получило название тканевой инженерии. В его лабораториях ведутся работы над искусственным получением множества тканей и органов, не только урологических (несмотря на то, что Э. Атала – автор большой работы Stem Cell in Urology, опубликованной в 2008 году). Здесь выращивают хрящи, кости, сосуды, уретру и многие другие органы и ткани.
Пытаются здесь «работать» и над почками, которые вырастить гораздо сложнее, чем мочевой пузырь. Сам профессор Атала возлагает большие надежды на технологию 3D-печати, посредством которой орган можно будет просто напечатать из соответствующих клеточных культур. Впрочем, более простые случаи клеточной недостаточности пытаются лечить, делая инъекции стволовых клеток в начинающую давать сбои почку.
Другие ученые пытаются работать «традиционным» методом: выращивать почку. Не так давно было опубликовано сообщение об успешно выращенных почечных канальцах почки человека.
А гарвардские специалисты во главе с Харальдом Оттом в апреле 2013 года сообщили, что им удалось вырастить целую почку крысы и пересадить ее живому грызуну. В этом случае в качестве «каркаса» использовалась почка умершей крысы, из которой удалили все клетки, кроме клеток соединительной ткани. Получившаяся почка содержала не все типы клеток, производила всего треть от нормального объема мочи и перерабатывала креатинин в 36 раз медленнее «естественной» почки. Но, тем не менее, это успех.
Тот же самый доктор Энтони Атала, впервые вырастивший и пересадивший мочевой пузырь человеку, в 2009 году провел еще один успешный эксперимент, правда, не на людях. Ему удалось вырастить и имплантировать ткань пещеристого тела полового члена. Не удивительно, что в качестве экспериментальных животных проф. Э. Атала с командой выбрали кроликов.
Эксперимент окончился удачно: 12 прооперированных кроликов спарили с самками, в результате четыре самки забеременели. Если технологию удастся перенести на людей, это будет важнейший прорыв в терапии выраженной эректильной дисфункции и серьезная альтернатива протезированию полового члена.
Конечно, никакие обзоры и статьи не могут заменить живого мнения ученого, который работает в этой области. Один из лидеров тканевой инженерии, первым в мире пересадивший человеку искусственно выращенный из стволовых клеток мочевой пузырь, тот самый доктор Энтони Атала, глава Института регенеративной медицины университета Wake Forest, любезно согласился дать блиц-интервью специально для «Дайджеста Урологии». После тяжелого операционного дня он нашел время, чтобы ответить на несколько вопросов, которые мы прислали ему по электронной почте.
– Каковы основные приоритеты в развитии технологий, связанных с использованием стволовых клеток в урологии?
– Стволовые клетки из мочевого пузыря (мышечные и эпителиальные) клинически используются для создания мочевого пузыря и уретры, которые имплантируются пациенту. Проекты, которые в настоящее время проходят предварительные клинические испытания, включают в себя использование мышечных клеток-предшественников для лечения недержания мочи и клеток эректильной ткани для ее замещения. Кроме того, ученые из Института регенеративной медицины Wake Forest проводят клинические исследования по применению трансплантации стволовых клеток сперматогенного эпителия в качестве потенциального лечения мужского бесплодия.
– Когда впервые был создан искусственный орган мочевой системы? Когда он был впервые пересажен человеку? И какова судьба этого пациента?
– Биоинженерный мочевой пузырь впервые был имплантирован пациенту в 1999 году. Мы докладывали об отдаленных результатах у семи пациентов в 2006 году. Обследование показало, что биоинженерные органы функционируют так же, как и органы, восстановленные с помощью кишечника, но без единого побочного эффекта. Эти пациенты чувствуют себя хорошо до сих пор.
– Вы с тех пор выполняли подобные операции? Сколько из них находится по всему миру? Может ли Вы говорить о внедрении этого опыта в массовую практику?
– После нашей пионерской работы мы лицензировали технологию для компании, которая продолжает проводить клинические испытания. Наша технология еще не прошла процедуру одобрения FDA, поэтому она недоступна вне рамок клинических исследований.
– Каковы этапы формирования нового органа, например, мочевого пузыря? Сколько времени это занимает?
– На создание мочевого пузыря в лаборатории уходит около 6-7 недель. Это период времени начинается небольшой биопсией c забором клеточного материала, продолжается выращиванием клеток и завершается имплантацией нового органа в тело пациента.
– Есть ли какие-то отличия в случае создании почки? Трудно ли сделать почку? Сколько времени это займет?
– Почка – намного более сложный орган, чем мочевой пузырь, и по количеству типов клеток (около 20), и по плотности. Мы изучаем несколько способов лечения почечной недостаточности – от использования 3D-печати для создания органа до инъекции стволовых клеток в орган. Основные проблемы с тканевой инженерией – это обеспечение адекватного снабжения клеток кислородом после имплантации.
– Нобелевская премия по медицине в 2012 году была вручена Шинье Яманака, который получал стволовые клетки из обычных соматических. У Вас нет планов повторить Ваш опыт с мочевым пузырем, но с применением соматических клеток в качестве первичного материала?
– С нашей технологией тканевой инженерии идеальным будет использование собственных стволовых клеток пациента, так как не будет проблем с отторжением. Когда это невозможно, выходом является использование стволовых клеток из другого источника.
– Какие глобальные достижения в этой области за последние 5 лет Вы находите наиболее важными?
– Очень важными являются развитие биопечати, а также, конечно, работы доктора Яманака и других ученых в области индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.
Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru
18.06.2013
Источник
Ученым удалось вырастить искусственный мочевой пузырь из образцов тканей больных.
Американские ученые заявили об успешных испытаниях новой технологии, позволяющей в лабораторных условиях выращивать внутренние органы из небольших фрагментов собственных тканей больного. Отчет о семи удачных операциях по пересадке искусственно выращенного мочевого пузыря опубликован в понедельник в журнале The Lancet.
Искусственно созданные органы успешно функционировали на протяжении длительного времени: с момента первых операций, проведенных по новой технологии, прошло уже несколько лет.
По мнению координатора исследовательского проекта доктора Энтони Аталы (Anthony Atala ), новая техника поможет врачам решить проблему дефицита донорских органов. Кроме того, при пересадке органов, созданных из собственных клеток, отсутствует риск отторжения и больным нет необходимости принимать иммунодепрессанты, что избавляет их от большого числа тяжелых побочных эффектов.
Для создания искусственного мочевого пузыря группа доктора Аталы использовала клетки-предшественники, при дифференциации которых образуются мышечные клетки наружной оболочки этого органа и клетки эпителия, выстилающие его внутреннюю поверхность.
Ученым удалось разработать методику выделения клеток-предшественников и последующего выращивания из них отдельных слоев, в которых преобладали либо мышечные, либо эпителиальные клетки. Затем отдельные слои совмещались. По словам Энтони Аталы, это было похоже приготовление слоеного пирога.
Изготовленные таким образом искусственные органы были предназначены для нескольких больных в возрасте от 4 до 19 лет, страдавших дисфункцией мочевого пузыря, вызванной наследственным заболеванием. Нарушение мочеиспускания у этих больных могло привести к тяжелому поражению других внутренних органов, и прежде всего почек.
Искусственно выращенный имплантат прикреплялся к мочевому пузырю пациентов. В течение нескольких лет, прошедших после операций, медики наблюдали постепенное улучшение состояния больных.
В настоящее время группа Энтони Атвлы работает над созданием in vitro других сложных органов: сосудов, нервов, почек, печени, сердца и поджелудочной железы.
MedPortal
Код вставки на сайт
Ученым удалось вырастить искусственный мочевой пузырь из образцов тканей больных.
Американские ученые заявили об успешных испытаниях новой технологии, позволяющей в лабораторных условиях выращивать внутренние органы из небольших фрагментов собственных тканей больного. Отчет о семи удачных операциях по пересадке искусственно выращенного мочевого пузыря опубликован в понедельник в журнале The Lancet.
Искусственно созданные органы успешно функционировали на протяжении длительного времени: с момента первых операций, проведенных по новой технологии, прошло уже несколько лет.
По мнению координатора исследовательского проекта доктора Энтони Аталы (Anthony Atala ), новая техника поможет врачам решить проблему дефицита донорских органов. Кроме того, при пересадке органов, созданных из собственных клеток, отсутствует риск отторжения и больным нет необходимости принимать иммунодепрессанты, что избавляет их от большого числа тяжелых побочных эффектов.
Для создания искусственного мочевого пузыря группа доктора Аталы использовала клетки-предшественники, при дифференциации которых образуются мышечные клетки наружной оболочки этого органа и клетки эпителия, выстилающие его внутреннюю поверхность.
Ученым удалось разработать методику выделения клеток-предшественников и последующего выращивания из них отдельных слоев, в которых преобладали либо мышечные, либо эпителиальные клетки. Затем отдельные слои совмещались. По словам Энтони Аталы, это было похоже приготовление слоеного пирога.
Изготовленные таким образом искусственные органы были предназначены для нескольких больных в возрасте от 4 до 19 лет, страдавших дисфункцией мочевого пузыря, вызванной наследственным заболеванием. Нарушение мочеиспускания у этих больных могло привести к тяжелому поражению других внутренних органов, и прежде всего почек.
Искусственно выращенный имплантат прикреплялся к мочевому пузырю пациентов. В течение нескольких лет, прошедших после операций, медики наблюдали постепенное улучшение состояния больных.
В настоящее время группа Энтони Атвлы работает над созданием in vitro других сложных органов: сосудов, нервов, почек, печени, сердца и поджелудочной железы.
MedPortal
Источник