В печени сидят: больных циррозом спасут живые клетки

Только в Москве и Подмосковье ежегодно погибают более 1400 человек, нуждающихся в трансплантации печени. Спасти жизнь таких пациентов может прибор, способный выполнять важнейшие функции этого органа: очистку крови от токсинов и синтез новых веществ. Биологи из Якутии предлагают использовать для этого гепатоциты — живые клетки печени. Они не только фильтруют кровь, но и синтезируют необходимые организму белки, ферменты, жиры, витамины, а также регулируют обмен веществ и свертываемость крови. Если испытания пройдут удачно, прибор может стать прообразом искусственной печени.
Не просто фильтр

По данным ВОЗ, каждый третий пациент в очереди на трансплантацию печени умирает, не дождавшись донора. Чтобы максимально продлить жизнь пациентов, врачи применяют искусственные системы поддержки функции печени. Как и при гемодиализе (метод внепочечного очищения крови при острой и хронической почечной недостаточности. — «Известия»), к вене пациента присоединяют катетер, а из крови выделяют плазму, которая проходит через фильтрующий модуль устройства. Там плазма очищается от мочевины, аммиака и других отходов организма и затем возвращается к пациенту. Однако функции синтеза веществ такие системы не обеспечивают.

Ученые из Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Амосова предложили использовать для процесса синтеза гепатоциты, живые клетки печени. Проект под названием MyLiver получил грант по результатам конкурса на базе Сколково.

–– Основная часть нашего прибора — одноразовый персональный биореактор, –– рассказал заведующий лабораторией регенеративной медицины СВФУ Иван Троев. –– В основе реактора –– разветвленная сеть капилляров из полупроницаемых мембран, смоделированная по типу триады печени (почечная артерия, воротная вена и желчный проток. –– «Известия»). По этим капиллярам струится плазма крови пациента, взаимодействуя с гепатоцитами через поры полупроницаемых мембран. Так она эффективно очищается от токсинов и насыщается необходимыми элементами, после чего возвращается в кровоток пациента.

В качестве источника гепатоцитов биологи рассматривали два варианта. Первый — использование донорских клеток из криобанков. Их получают как из печени доноров, так и путем репрограммирования стволовых клеток. После размораживания в гепатоцитах запускают процесс деления, который повторяется 52 раза (согласно биологическому закону, называемому пределом Хейфлика). В итоге получаются триллионы гепатоцитов, но и этого количества может быть недостаточно для работы биореактора, ведь клетки необходимо заменять на новые после каждой процедуры очищения крови, и ее насыщения различными ферментами.

Второй вариант, к которому в данный момент склоняются ученые, — покупка и применение так называемых иммортализованных, то есть способных делиться бесконечное количество раз гепатоцитов. В мире существует целый ряд особых клеток, проявляющих свойства раковых, от которых взято лишь одно качество –– бессмертие. К ним относятся и искусственные гепатоциты, которые можно приобрести в любых количествах в замороженном виде — правда, пока только в западных лабораториях, но планируется выращивать их также и в России.
По образу и подобию

Ближайший аналог создаваемого прибора разрабатывался в проекте ученых университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Однако проект, по всей видимости, был приостановлен. Его официальный сайт не работает, а команда разбросана по другим проектам. А в технологии отсутствовало описание принципов взаимодействия полупроницаемых мембран в сети инкубатора с гепатоцитами, не было также информации и о поведении самих клеток в культуре, то есть в инкубаторе, где эти клетки выращивались.

–– Сегодня основная проблема искусственных органов и тканей заключается в том, что ученые не могут гарантировать длительного функционирования данных систем, –– пояснил главный трансплантолог Минздрава России Сергей Готье. –– Проект наших якутских коллег по сути направлен на воспроизведение природной структуры печени. Это позволяет надеяться на то, что гепатоциты будут существовать более продолжительное время. Если эксперимент окажется удачным, данная технология не только станет востребована в клиниках, но и имеет шанс стать прообразом искусственной печени, аналогичной по свойствам и строению органу нашего организма.

Полноценная замена функций печени –– востребованная технология, в которой нуждаются тысячи пациентов, сообщил руководитель отделения гепатологии ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского Павел Богомолов. На данный момент существуют и западные разработки, аналогичные создаваемому прибору, но они малоэффективны. Эксперт отметил, что если проект якутских ученых будет реализован, то с его помощью можно будет спасать жизни больных при широком спектре заболеваний: от токсических повреждений печени до гепатита и цирроза.

По мнению разработчиков, для сохранения жизни пациенту процедуру достаточно проводить примерно один-три раза в месяц. Более точные параметры зависят от степени тяжести заболевания и состояния человека. На данный момент ученые проводят испытания на лабораторных животных.