Ученые из Великобритании заявили о прорыве в выращивании органов - они создали пищевод, который выполняет все нормальные функции, растет вместе с ребенком и не требует иммуносупрессии. Как он работает, и почему это важно?

В новом пищеводе обычно нуждаются пациенты с раком, травмами и ожогами, а также дети, родившиеся с атрезией пищевода - большим зазором между верхними и нижними сегментами. Такие пациенты проходят через множество операций: либо по перемещению желудка так, чтобы закрыть зазор, либо по пересадке участка кишечника на место пищевода. Побочек у этих методов масса - изжога, образование свищей, дисфункция желудка, иногда даже рак. Заодно часто страдают сердце и легкие.

Почему бы тогда не пересадить пищевод от донора? Детей-доноров мало, но это не главная проблема: пищевод требует сложной системы кровоснабжения и нервов. Сшить их все крайне сложно, и орган будет страдать от нехватки питания и некроза. При этом швы могут воспаляться и протекать, вызывая тяжелое воспаление и сепсис.

Команда из Лондона придумала интересный способ обойти эти ограничения и уже протестировала его на свиньях. У животных-доноров брали пищевод, после чего очищали его от всех клеток, оставляя только внеклеточный матрикс - трехмерную структуру из белков и углеводов, играющую роль каркаса. Затем каркас заселяли мышечными клетками реципиента, взятыми с помощью биопсии и размноженными в лаборатории. Дальше его помещали в биореактор - специальный контейнер, прокачивающий все необходимые питательные вещества. В нем в течение 2 месяцев клетки оседали и распространялись, формируя нужную структуру.

После этого новые пищеводы пересадили 8 свиньям. Почти сразу их можно было кормить жидкой пищей, а через некоторое время они перешли на более твердую. В течение нескольких месяцев пищеводы продолжали развиваться в организме: у них сформировались мышцы, проталкивающие пищу к желудку, система кровоснабжения и нервы. Главной проблемой были стриктуры - сужение просвета пищевода, требующие коррекции с помощью эндоскопа. 3 свиньям требовалось слишком частое эндоскопическое вмешательство, и их усыпили. Остальные 5 успешно дожили до 6-месячного возраста, причем 4 из них спустя 3 месяца даже не требовалась эндоскопия.

Почему это прорыв? Во-первых, как мы говорили ранее, главная проблема выращивания органов - их сложная структура, которую трудно воспроизвести в лаборатории. Но пищевод также достаточно сложно устроен: он состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет собственную функцию, требует развитой сети артерий и связи с нервной системой. Ученые решили эту задачу за счет 2 особенностей своей технологии:
*️⃣ каркаса, который направляет формирование тканей,
*️⃣ того, что изначально в органе не было ни сосудов, ни нервов. Если в донорском органе они сформированы и требуют соединения с кровеносной и нервной системой реципиента, что приводит к осложнениям, то здесь организм со временем сам выращивает их.

Во-вторых, поскольку на каркасе не остается клеток донора, выращенный пищевод не запускает иммунный ответ и не требует иммуносупрессии. По той же причине авторы предлагают использовать для детей каркасы от свиных пищеводов - они очень похожи по структуре, но не обладают обычными недостатками ксенотрансплантатов вроде более сильного отторжения по сравнению с человеческими органами.

В-третьих, обычные операции при атрезии не дают длительного результата, и по мере роста дети нуждаются в реконструкции. Но пищевод на каркасе увеличивается вместе с ребенком: внеклеточный матрикс и гормоны указывают органу, что он должен наращивать ткани и расти одновременно со всем организмом.

Ученым, конечно, потребуется развивать и тестировать эту технологию, прежде чем она будет выпущена на рынок: многочисленные стриктуры и эндоскопии на ранних этапах вряд ли устроят пациентов. Но при этом у нее есть большие перспективы - в ближайшее время таким образом хотят начать выращивать и другие полые органы, от мочевого пузыря и фрагментов кишечника до легких.