Это была, однако, лишь первая деталь сложнейшей головоломки: отторжение в итоге все же убивало животных, указывая на то, что оставались и другие биохимические процессы, которые нужно было укротить. Исследования показали, что были задействованы и другие участки иммунной системы, а также что системы свертывания крови у свиней и приматов в целом являются несовместимыми. В 2009 году ученые из Германии вывели свиней, подверженных тройной генетической модификации, с целью обойти сразу несколько механизмов отторжения. И это позволило добиться наилучших на данный момент результатов. Один из павианов прожил год с имплантированным, параллельно его собственному, свиным сердцем — эксперимент проводился ради того, чтобы проверить орган на отторжение, а не на способность самостоятельно справляться с кровообращением.
Ученые продолжают обнаруживать и другие иммунологические механизмы, которые необходимо укротить, прежде чем ксенотрансплантацию можно будет применять на людях. Используемые на данный момент трансгенные свиньи прошли через целых шесть генетических модификаций различного типа, но в итоге их может понадобиться еще больше. Павианам, которым трансплантируют свиные органы, не обойтись без иммунодепрессантов, как и людям после традиционной трансплантации. Но конечная цель — создание такого свиного сердца, которое человеческий организм не смог бы отличить от своих собственных тканей. Возможно, впереди нас ждут клинические испытания, однако им не дадут зеленый свет, пока ученые не добьются значительной продолжительности жизни приматов с ксенотрансплантатом, который полностью обеспечивает их кровообращение.
Исследования ксенотрансплантации — не только сердца, но и почек, клеток поджелудочной и даже печени — сейчас активно проводятся в разных странах, в том числе в Китае, Южной Корее и США. Дэвид Купер, занимающийся развитием этого направления уже более тридцати лет, полагает, что уже совсем скоро мы сможем пожинать плоды его работы: «Больше не придется вставать посреди ночи и куда-то лететь, чтобы заполучить сердце для пересадки; оно будет взято не у кого-то, кому констатировали смерть мозга; можно будет просто запланировать пересадку на следующий день как обычную рядовую операцию». Это, конечно, весьма заманчивый взгляд на будущее, но мало кто из хирургов разделяет такой оптимизм. Некоторые цитируют Нормана Шамвэя, отца трансплантологии, который любил шутить, что «ксенотрансплантация — это действительно будущее трансплантологии, и оно всегда им будет оставаться». Помимо явных практических трудностей, существует еще и множество вопросов этического и психологического характера, на которые нам еще предстоит дать ответ. Многие пациенты, исходя из моральных или религиозных убеждений, не хотят, чтобы им пересаживали свиное сердце, а некоторые видят в этом, ни много ни мало, покушение на их человеческую природу. Но на данный момент, пока до клинического применения свиных органов еще совсем далеко, врачи толком и не пытались узнать, что по этому поводу думает общественность.
* * *
Удивительно, что из всех возможных вариантов лечения сердечной недостаточности мнения насчет самого многообещающего из них так расходятся: сторонники применения ВЖС скептически относятся к полностью искусственному сердцу, а сподвижники трансплантации наперебой говорят, что механические устройства всегда будут слишком дорогими и непригодными для массового использования. Существует между тем, еще более заманчивый вариант развития событий: возможно, когда-нибудь мы научимся выращивать в лабораторных условиях отдельные участки сердечной мышцы, а то и вовсе орган целиком.
Выращивать ткани вне человеческого организма впервые предложил в 1897 году Лео Лоеб — немецкий патолог, работавший в Чикаго. Изучая процесс заживления ран на коже морских свинок, он выделил из эмбриона этого зверька клетки, которые затем поместил в питательную среду из смеси кровяного агара и сыворотки крови. Обнаружив, что клетки продолжают делиться, даже будучи изолированными от крови и окружающих тканей, Лоеб предположил, что по тому же принципу можно научиться выращивать ткани органов вне их обычной биологической среды. К концу следующего десятилетия выращивание клеток в пробирке стало обычным делом, и ученые стали задумываться о применении этой методики для выращивания специальных структур для реконструкции человеческого организма. В 1980-х годах хирурги начали создавать искусственную кожу для жертв ожогов — они засеивали листы из коллагена или полимеров специализированными клетками в надежде, что они размножатся и образуют некий похожий на кожу защитный слой. При этом амбиции ученых были гораздо выше, и в результате зародилось и начало развиваться новое направление — тканевая инженерия. В своей статье 1993 года два пионера этой области, Джозеф Ваканти и Роберт Ланджер, говоря об этой новой дисциплине, описали ее как сферу «применения знаний по биологии и инженерному делу для создания функциональной замены поврежденным тканям».
Важное место в списке приоритетов тканевых инженеров занимает создание искусственных кровеносных сосудов, спектр применения которых в разных медицинских направлениях очень широк. В 1999 году хирурги из Токио провели интересную операцию, в результате которой пересадили четырехлетней девочке новую артерию, выращенную из клеток, взятых из другой части ее же тела. Девочка родилась с редкой патологией, которая привела к практически полному уничтожению ее правой легочной артерии — кровеносного сосуда, переносящего кровь в правое легкое. Из ноги ребенка вырезали небольшой участок вены и в лаборатории извлекли с ее внутренней поверхности необходимые клетки. После этого их оставили делиться в биореакторе — сосуде, наполненном теплым питательным бульоном, имитирующим условия внутри человеческого тела. За восемь недель количество клеток увеличилось в двенадцать миллионов раз, и ими засеяли внутреннюю поверхность полимерной трубки, выступившей в роли каркаса для нового кровеносного сосуда. Ткань продолжала разрастаться еще десять дней, после чего получившийся сосуд трансплантировали. Во время этой довольно простой операции закупоренную артерию удалили, пришив на ее место выращенную искусственно. Два месяца спустя полимерный каркас, изготовленный из разлагающегося внутри человеческого тела материала, полностью рассосался, оставив лишь новый сосуд, который — как надеялись ученые — будет расти вместе с пациентом.
Но у данной методики есть некоторые ограничения, одно из которых тот факт, что для создания новой артерии необходимо брать ткань из другого кровеносного сосуда, так как выстилающие внутренние стенки сосудов клетки — эндотелий — отличаются высокой степенью специализации. На рубеже тысячелетий, однако, открылось море новых возможностей, когда в распоряжении исследователей появился современный мощнейший инструмент — технология выращивания стволовых клеток. В отличие от клеток эндотелия, стволовые клетки не специализированы на какой-то одной конкретной функции, а могут превращаться в клетки различных видов тканей. Один тип стволовых клеток содержится в человеческом эмбрионе, другой — в разных частях организма взрослого человека, в том числе в костном мозге (где они образуют клетки крови и иммунной системы) и коже. В 1998 году Джеймсу Томсону, биологу из Висконсинского университета, удалось изолировать клетки, взятые от человеческого эмбриона, и добиться их деления в лабораторных условиях. Это событие привело к появлению ряда новых исследований, изучающих процессы дифференциации клеток и потенциальных способов лечения с их применением. Но более значимый прорыв случился все же девять лет спустя. Синъя Яманака, исследователь из Киотского университета, продемонстрировал возможность генетически «перепрограммировать» клетки кожи и превращать их в стволовые клетки. Это было важнейшее открытие. Оно означало, что теоретически можно собирать взрослые специализированные клетки пациента, перепрограммировать их, превратив тем самым в стволовые клетки, а затем выбирать, каким именно типом ткани они станут.
