Ученые вырастили первую искусственную ногу крысы

Американские биотехнологи разработали методику, которая позволяет выращивать искусственные руки и ноги в специальном био-реакторе, используя специальный «шаблон», изготавливаемый из поврежденной конечности.

Биотехнологи из Гарвардского университета успешно создали первую в мире искусственную бионическую конечность крысы, вырастив ее мускулы, сосуды и прочие компоненты из стволовых клеток, говорится в статье, опубликованной в журнале Biomaterials.

«Наши конечности содержат в себе мускулы, кости, хрящи, кровеносные сосуды, связки, нервы и прочие вещи, каждая из которых обладает своим собственным «каркасом», который поддерживает их форму. Мы показали, что мы можем сохранить их в том виде и положении, в котором они находятся в руках и ногах, поддерживать их в таком состоянии бесконечно долгое время и использовать для повторного выращивания, как минимум, сосудов и мускулов», — заявил Гаральд Отт (Harald Ott) из Гарвардского университета (США).

Отт и его коллеги уже несколько лет работают над созданием искусственных версий поврежденных органов. Два года назад они создали остроумную методику, которая позволяет выращивать исправные копии почек, используя больной орган в качестве «каркаса» для роста стволовых клеток.

По методике Отта, поврежденный орган сначала обрабатывается комбинацией химикатов, которые уничтожают клетки и оставляют обрамляющие их соединительные белки. Затем этот «шаблон» заполняется через бывшие артерии и мочевыводящие пути «заготовками» клеток почки и сосудов, извлеченными из зародыша крысы. Аналогичным образом были выращены искусственные легкие, сердце, печень и ряд других органов.

Используя эту методику, группа Отта подготовила каркас ноги крысы, и попыталась использовать его в качестве шаблона для бионической конечности. Ученые не ставили перед собой изначальную задачу вырастить всю ногу целиком, и поэтому сфокусировали свое внимание на двух самых тяжелых частях конечности – мускулах и кровеносных сосудах.

Поместив «каркас» и набор стволовых клеток мышц, сосудов и соединительной ткани в специальный биореактор, ученые получили через несколько недель полноценную конечность, за исключением отсутствующих в ней нервов.

Для проверки работоспособности ноги ученые подключили к ее мускулам электроды, которые заставили конечность сокращаться при подаче тока. Пальцы, суставы и индивидуальные мускулы искусственной ноги успешно двигались, и, по расчетам авторов статьи, они обладали сопоставимой силой по сравнению с конечностями новорожденного грызуна.

Сейчас ученые пытаются вырастить таким же способом искусственную руку примата, используя в качестве «каркаса» ампутированную конечность бабуина, а также думают о том, как можно решить проблему с проращиванием нервных окончаний в конечности.

По словам Отта, эта проблема может решиться сама по себе. «При пересадке конечностей в клиниках, нервы часто прорастают из культи в имплантируемую ногу или руку, что позволяет пациенту ощущать и двигать их, и мы выяснили, что этот процесс восстановления тоже зависит от «каркаса». Мы надеемся, что в будущем нам удастся использовать эту особенность тела при создании полноценных искусственных конечностей», — заключает ученый.