Впервые получены искусственные артерии

Исследователи из Питтсбургского университета (США) вырастили артерии, обладающие упругостью природных кровеносных сосудов на самом высоком уровне.

Это первые артерии, полученные в лабораторных условиях, которые содержат значительное количество белка эластина, что позволяет сосудам расширяться и сужаться в соответствии с особенностями кровотока.

Авторы работы Ядун Ван, Кивон Ли и Донна Штольц использовали для этого гладкомышечные клетки взрослых бабуинов. Клетки выращивались в специальном растворе, богатом питательными веществами, в результате чего в артериях оказалось примерно на 20% больше эластина, чем в природных сосудах.

Эластин (в отличие от своего антипода коллагена, который придаёт сосудам прочность и форму) было предельно сложно воспроизвести в лаборатории. Успеха удавалось добиться только путём изменения клеточных генов с помощью вируса, скатывания плоских клеток в трубки или культивирования эластина с большим количеством трансформирующего фактора роста. Но все эти проекты так и не смогли получить количество эластина, сопоставимое с естественной концентрацией.

Процесс, разработанный Питсбургским университетом, отличается своей простотой. Г-н Ван и его коллеги вырастили крепкие, функциональные артерии за три недели. Учёные посеяли гладкомышечные клетки четырёхлетних бабуинов (эквивалент 20-летних людей) в биоразлагаемых резиновых трубках, сформированных в виде медовых сот. Затем трубки поступили в биореактор, который закачивал в них питательный раствор, имитируя человеческую систему кровообращения: насос производил регулярные толчки, жидкость хранилась при температуре 37 ˚C. По мере роста мышечные клетки производили белки, которые, сливаясь воедино, формировали сосуды.

Механические испытания показали, что культурные артерии способны выдерживать давление разрыва в пределах 200-300 мм рт. ст. У здорового человека, напомним, артериальное давление ниже 120 мм рт. ст.

В дополнение ко всему искусственные сосуды содержат на 10% больше коллагена, чем "натуральные".

В организме пациентов артерии будут выращиваться аналогичным образом: осеменённые трубки довольно просто привить к уже существующим сосудам.

Следующим шагом станет разработка сосуда, который полностью имитирует трехслойную структуру человеческой артерии.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.