Человеческое сердце вырастили в лаборатории, и оно бьётся — видео

Это достижение австрийской науки — в списке авторов исследования почти все из Института молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук. Их нынешняя работа уникальна: до сих пор органы либо отпечатывали из уже готовых клеток на 3D-принтере, либо выращивали из стволовых клеток грызунов. Однако, по словам учёных, из мышиного материала получался скорее некий "комок клеток", чем полноценный орган.

Поэтому в данном случае использовали эмбриональные стволовые клетки человека. Напомним, стволовые клетки — это, так сказать, болванки, из которых могут сформироваться самые разные клетки в зависимости от окружающих условий и от того, какие сейчас нужнее. Стволовые клетки эмбриона отличаются особой универсальностью, из них может получиться почти всё что угодно. Кстати, в человеческом организме находятся клетки около 220 типов.

Но учёным требовалось нечто строго определённое — клетки сердечных тканей. Чтобы их получить, стволовые клетки держали в особом питательном растворе. Пробовали разные комбинации, пока не нашли идеальный рецепт. И в итоге изначально "неизвестно какие" клетки стали уже клетками определённого типа — мезодермой. Это одно из трёх промежуточных подразделений будущих клеток, из которых получается вообще всё. Например, из эктодермы вырастают в том числе клетки кожи, волос, из энтодермы — ткани дыхательной и пищеварительной системы, а вот вся кровеносная система и все мышцы происходят из мезодермы. На этом видео показано, что происходило с будущими клетками сердца после добавления в питательную среду особых белков. Заснят период с первого по шестой день развития. Разумеется, это ускоренное воспроизведение: один кадр — час. В этом планшете на самом деле было 96 ячеек, то есть вырастили 96 сердец, просто в кадре лишь верхняя часть.

Следующий этап: стволовые клетки постепенно вырастают в органеллы — ещё не органы, но скоро ими станут.

Это крупным планом показана одна отдельная ячейка.

И, наконец, результат через семь с половиной дней. Это сердечко размером с кунжутное семечко — два миллиметра в диаметре. По словам учёных, биться оно начинает уже на шестой день. И именно такое оно у будущего человека примерно на 25-й день развития в утробе матери. Колотится со скоростью 60–100 ударов в минуту, как и положено на данном этапе.

Как объяснили исследователи, это, конечно, ещё не совсем сердце, а лишь первая из его формирующихся камер. Впоследствии она станет левым желудочком.

Во-первых, учёные своими глазами видят, как развивается сердце. Во-вторых, они могут проследить, как именно в этом процессе возникают пороки и как вообще растущий орган реагирует на повреждения. К примеру, известно, что у младенцев тоже случаются сердечные приступы, но кардиологи не могут понять, почему после этого не остаются рубцы. И первый шаг к постижению всего этого уже удалось сделать в рамках того же исследования: учёные частично заморозили маленькие сердца и посмотрели, что происходит. Установлено, что клетки под названием фибробласты (отвечают за восстановление тканей) немедленно устремляются туда, где случился некроз — массовая гибель клеток. Они позаботятся о том, чтобы взамен умерших появились новые. А для неспециалиста удивительно уже то, что это поражённое маленькое, но гордое сердце продолжает биться.

В-третьих, в перспективе это может стать спасением для тех, кому срочно нужно сердце для пересадки. Учёные говорят, самым логичным следующим шагом будет соединить такое мини-сердце с кровеносными сосудами и понаблюдать, как оно перекачивает кровь. Впрочем, по их словам, это вовсе не значит, что в лаборатории не сегодня завтра вырастят полноценную и готовую к трансплантации сердечно-сосудистую систему человека. На это уйдёт ещё не один десяток лет.