Un maiale può essere smontato non solo per grasso e carne, ma anche per … protesi per cardiopatici, riceventi di fegato e coloro che sono a rischio di cancrena, protesi suine di vasi carenti - scheletri scheletrici di piccole arterie - sono in fase di sperimentazione presso l'Istituto di criobiologia di Kharkiv e si stanno già preparando a muoversi in Israele
Di solito, una persona ha abbastanza dei propri vasi sanguigni: se non sono ostruiti da placche di colesterolo, non sono intasati e non strappati, allora una persona non deve pensare alla mancanza di vasi sanguigni. Tuttavia, ogni anno i russi hanno bisogno di decine di migliaia di nuove navi, artificiali, donatrici o proprie, trapiantate da un sito all'altro.
I vasi sintetici o naturali sono necessari per l'innesto di bypass coronarico nella cardiopatia ischemica, l'inserimento in operazioni radicali e trapianti di fegato, per il trattamento chirurgico di lesioni e lesioni vascolari che minacciano la cancrena, per esempio. Ci sono indicazioni più che sufficienti per le protesi vascolari, la cosa principale è che tutte sono associate ad un alto rischio di morte.
NAVI PROBLEMICHE
Se stiamo parlando di capillari: piccoli vasi periferici, non è necessario trapiantarli, tali vasi possono essere coltivati all'interno del paziente stesso. Per fare ciò, è sufficiente iniettare nell'area interessata una molecola di DNA circolare, che contiene il gene VEGF umano (Fattore di crescita endoteliale vascolare). La proteina sintetizzata da esso stimola anche la crescita dei capillari. Poiché i capillari sono costituiti da un insieme minimo di cellule, non ci sono problemi di inferiorità vascolare, afferma Roman Deev, Ph. D., direttore della rivista Cellular Transplantology and Tissue Engineering.
Le arterie e le vene non hanno differenze fondamentali nella struttura, ma le prime trasportano il sangue dal cuore, le seconde al cuore. I vasi del sistema microcircolatorio (capillari, venule, arteriole, ecc.) Sono il "ponte" tra le vene e le arterie. La struttura delle arterie e delle vene è la più difficile. Sono costituiti da una dozzina di tipi di celle, ognuna delle quali è rappresentata da diversi strati. A seconda della struttura delle arterie e delle vene, sono suddivisi in tipi: elastico, intermedio, muscolare. I tipi di vasi differiscono per spessore, composizione del tessuto, numero di strati cellulari, caratteristiche meccaniche e funzioni. Nella gerarchia della complessità, i capillari sono l'ultimo passaggio. Sono formati da un solo strato di cellule appiattite: cellule endoteliali.
“Coltivare piccoli vasi? Sì, nessun problema, - continua Roman Deev. “Inoltre, ci sono prove che elementi muscolari lisci e fibroblasti sono coinvolti nel processo di formazione vascolare innescato dal genoma del VEGF. Quindi, nel tempo, i capillari possono evolversi in vasi più grandi. Ciò è evidenziato indirettamente dai dati delle sperimentazioni cliniche”. Se una nave più grande di un capillare deve essere ripristinata non in futuro, ma "qui e ora", il compito diventa molto più complicato. E qui non si può fare a meno delle protesi chirurgiche.
Nella chirurgia vascolare, i medici usano i vasi nativi (autologhi) dei pazienti e le protesi sintetiche. Quindi, puoi sostituire una sezione di una grande nave, come l'aorta, con materiali sintetici. Secondo il presidente della Società russa di angiologi e chirurghi vascolari Anatoly Pokrovsky, le protesi sintetiche durano a lungo (fino a 30-40 anni) e resistono all'ipertensione e sono combinate con i processi rigenerativi dei tessuti viventi circostanti. I vasi più vulnerabili e problematici sono le arterie di piccolo diametro (meno di 6 mm). È a causa loro che si sviluppano la malattia coronarica e la cancrena.
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I farmaci che migliorano la circolazione sanguigna sono efficaci solo per pochi mesi. E le protesi sintetiche, adatte a vasi di grandi dimensioni, non sono affatto adatte per arterie di piccolo diametro: il sito di sutura (anastomosi) è ricoperto di tessuto connettivo, i vasi si intasano e inizia la trombosi. I vasi autologhi, cioè ottenuti dal paziente stesso, sono riconosciuti come il "gold standard" delle protesi vascolari di piccolo diametro. Nessun miracolo biotecnologico: i chirurghi semplicemente tagliano le vene safene e le sostituiscono con arterie coronarie nel cuore, per esempio. È così che viene eseguito non solo il bypass coronarico: secondo lo stesso principio, i chirurghi forniscono vasi ad altri organi e parti del corpo.
FERTILIZZANTE PER VASI
Il gene VEGF è già utilizzato nella ricerca e per il trattamento dell'ischemia degli arti. Pertanto, l'istituzione statale federale "Complesso di ricerca e produzione cardiologica russa del Ministero della salute e dello sviluppo sociale della Federazione russa" ha ricevuto l'autorizzazione per le sperimentazioni cliniche di un farmaco contenente il gene. Un altro prototipo basato sul gene VEGF165 è stato sviluppato presso il Centro Scientifico di Chirurgia Cardiovascolare A. N. Bakulev e l'Istituto di Biologia Genetica dell'Accademia Russa delle Scienze. E il prodotto dell'Istituto di cellule staminali umane ha già superato i test clinici e ha ricevuto un certificato di registrazione dal Ministero della Salute.
Ogni anno in Russia vengono eseguite circa 15mila operazioni di innesto di bypass coronarico. E ci sono molte volte più persone bisognose. Secondo medici russi e stranieri, in circa un terzo dei pazienti, i propri vasi non possono essere utilizzati per le protesi. Alcune persone hanno bisogno di troppe navi, quindi la loro non è sufficiente; in altri, i cambiamenti degenerativi sono troppo significativi, quindi i medici non osano cambiare un punteruolo con il sapone.
"Ci sono anche pazienti dai quali i vasi non possono essere rimossi a causa delle caratteristiche anatomiche", spiega Boris Sandomirsky, Dottore in Scienze Mediche, Capo del Dipartimento di Criomedicina Sperimentale presso l'Istituto per i Problemi di Criobiologia e Criomedicina dell'Accademia Nazionale delle Scienze dell'Ucraina.… - Un altro problema è la limitata "durata di conservazione" degli innesti autologhi: lavorano nella nuova sede da circa cinque anni. Quindi si scopre che, ad esempio, per ripetuti innesti di bypass coronarico, i vasi potrebbero non essere sufficienti.
VASI CARENTI DA MAIALE
Scienziati dell'Istituto per i problemi di criobiologia e criomedicina dell'Accademia nazionale delle scienze dell'Ucraina, sotto la guida di Boris Sandomirsky, stanno cercando di innestare vasi di maiale negli esseri umani. L'idea è quella di creare strutture di vasi di maiale che possano essere popolate con cellule vascolari, ottenendo così protesi a tutti gli effetti. Quasi come Paolo Macchiarini, che crea scaffold tracheali e li popola di cellule staminali. Ma nel bioreattore Sandomierz, le cellule non sono cellule staminali, ma vascolari. "Si tratta di strutture cellulari di tessuto a due o tre strati coltivate in vitro sulla base di una struttura vascolare", spiega Boris Sandomirsky. "Nella prima fase, le cellule muscolari lisce delle pareti arteriose sono stratificate su di esso, quindi le cellule endoteliali del ricevente".
Sandomirsky è sicuro: le strutture xenogeniche naturali prive di cellule (derivate da animali) sono molto migliori dei materiali sintetici; hanno ottime proprietà meccaniche e nel corpo del ricevente vengono gradualmente trasformate dalla matrice extracellulare del ricevente stesso. Boris Sandomirsky ha già ricevuto vasi suini, di cui sono rimaste solo le strutture del tessuto connettivo (non c'era strato muscolare o endotelio in questi "tubi").
BIOTECNOLOGIA VASCOLARE
I biotecnologi cercano da diversi anni di creare analoghi di vasi di piccole e medie dimensioni utilizzando tessuti donatori o il paziente stesso, tecnologie cellulari e 30 stampanti. Ad esempio, i biologi hanno cucito tubi di vetro agli animali, dopo la rimozione di quali strutture di tessuto connettivo sono rimaste sotto la pelle. Erano adatti per la ricostruzione del letto vascolare, ma ancora non si giustificavano. "Un paio di anni fa, ad esempio, i biologi hanno creato un cliché sotto forma di tubi endotelizzati fatti di acidi polilattici", racconta Roman Deev a "World Details". Quando l'impalcatura biodegradabile si è dissolta, la coltura delle cellule vascolari seminate su di essa è rimasta - è stato ottenuto un vaso sanguigno di piccolo diametro. Nel 2011, i ricercatori tedeschi sotto la guida di G nterTovar,il project manager del Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology, ha suggerito contenitori di stampa su una stampante a getto d'inchiostro tridimensionale con inchiostro polimerico. I serbatoi d'inchiostro sono ancora in fase di test. Scienziati di Novosibirsk e della Germania (Istituto di ricerca di cardiologia, sezione siberiana dell'Accademia russa delle scienze mediche, Università medica statale siberiana di Roszdrav e Università di Rostock) popolano l'impalcatura ottenuta dai vasi con cellule staminali. Cioè, funzionano esattamente come Macchiarini, solo alla base non c'è la trachea, ma un vaso sanguigno - una struttura cava più piccola e più sottile. I biotecnologi hanno anche un approccio leggermente diverso: popolare la matrice di collagene con cellule staminali, piuttosto che un vaso "decellulare".ha proposto di stampare vasi su una stampante a getto d'inchiostro tridimensionale con inchiostro polimerico. I serbatoi d'inchiostro sono ancora in fase di test. Scienziati di Novosibirsk e della Germania (Istituto di ricerca di cardiologia, sezione siberiana dell'Accademia russa delle scienze mediche, Università medica statale siberiana di Roszdrav e Università di Rostock) popolano l'impalcatura ottenuta dai vasi con cellule staminali. Cioè, funzionano esattamente come Macchiarini, solo alla base non c'è la trachea, ma un vaso sanguigno - una struttura cava più piccola e più sottile. I biotecnologi hanno anche un approccio leggermente diverso: popolare la matrice di collagene con cellule staminali, piuttosto che un vaso "decellulare".ha proposto di stampare vasi su una stampante a getto d'inchiostro tridimensionale con inchiostro polimerico. I serbatoi d'inchiostro sono ancora in fase di test. Scienziati di Novosibirsk e della Germania (Istituto di ricerca di cardiologia, sezione siberiana dell'Accademia russa delle scienze mediche, Università medica statale siberiana di Roszdrav e Università di Rostock) popolano l'impalcatura ottenuta dai vasi con cellule staminali. Cioè, funzionano esattamente come Macchiarini, solo alla base non c'è la trachea, ma un vaso sanguigno - una struttura cava più piccola e più sottile. I biotecnologi hanno anche un approccio leggermente diverso: popolare la matrice di collagene con cellule staminali, piuttosto che un vaso "decellulare". Cioè, funzionano esattamente come Macchiarini, solo alla base non c'è la trachea, ma un vaso sanguigno - una struttura cava più piccola e più sottile. I biotecnologi hanno anche un approccio leggermente diverso: popolare la matrice di collagene con cellule staminali, piuttosto che un vaso "decellulare". Cioè, funzionano esattamente come Macchiarini, solo alla base non c'è la trachea, ma un vaso sanguigno - una struttura cava più piccola e più sottile. I biotecnologi hanno anche un approccio leggermente diverso: popolare la matrice di collagene con cellule staminali, piuttosto che un vaso "decellulare".
I test sono in pieno svolgimento. “Abbiamo programmato di testare la biocompatibilità degli scaffold risultanti. È stato anche necessario scoprire se si sviluppa una reazione di rigetto immunitario, se si formano coaguli di sangue, afferma il professor Sandomirsky. "Si è scoperto che anche i bioreattori non sono necessari per le protesi vascolari: l'organismo degli animali da esperimento costruisce esso stesso gli strati cellulari necessari". Durante l'anno, gli scienziati hanno trapiantato tali protesi, prima una dozzina di topi, poi 15 conigli selvatici. Non senza perdite, ammettono i biologi: alcuni animali sono morti. "Devi capire che i nostri esperimenti stanno andando avanti nelle condizioni più severe", continua Boris Sandomirsky. "Non usiamo anticoagulanti o immunosoppressori".
Ciò significa che se i vasi hanno messo radici, allora è per sempre: i coaguli di sangue non si formano, i trapianti non vengono respinti dal sistema immunitario. Un buon risultato è evidente: una delle conigli è rimasta incinta e ha partorito un mese dopo l'operazione. Non sono state osservate patologie durante la gravidanza e il parto, i conigli sono nati sani. E questo dopo la sostituzione dell'aorta addominale! Di cosa abbiamo bisogno conigli e topi, il lettore farà una domanda? Quando tutta questa ricerca diventerà più facile per una persona? Boris Sandomirsky lo dice molto presto: “Abbiamo un accordo con i nostri colleghi israeliani. Sono pronti per condurre certificazioni e sperimentazioni cliniche. Questo processo richiederà da uno e mezzo a due anni.
RICETTA PER LA PREPARAZIONE DELLE CORNICI
In condizioni asettiche per 30 minuti. dopo la macellazione, rimuovere i vasi dal maiale. Risciacquare tre volte con soluzione salina raffreddata a 4 ° C con l'aggiunta di antibiotici (100 UI / ml di penicillina, 100 mg / ml di streptomicina, 6 mg / ml di fluconazolo). Posizionare le arterie in contenitori criostabili sterili e metterle in vapore di azoto liquido. In questo stato, le navi possono essere immagazzinate a tempo indeterminato. Se necessario, estrarlo dal crioconservatore e riscaldarlo a bagnomaria a 37 ° C. Entro 90 min. irradiare dopo il riscaldamento. Gli scaffold possono essere trapiantati in un organismo animale (umano) senza essere prima collocati in un bioreattore: se ci fosse uno scaffold, le cellule crescerebbero da sole.
Il professore non ha quasi dubbi sul fatto che i vasi di maiale saranno adatti agli esseri umani. Dopotutto, le valvole cardiache di maiale vengono trapiantate alle persone (inclusa a Mosca). E dopo i test clinici o parallelamente ad essi, Boris Sandomirsky prevede di creare una banca di vasi per suini: "Questo progetto sarà commercialmente redditizio: una protesi vascolare costerà circa 10-30mila euro". Il fabbisogno di navi è stimato a decine di migliaia all'anno. Senza di loro, le persone muoiono o diventano disabili. Quindi i trapiantologi hanno qualcuno per cui lavorare.
