Минипигам заменили часть пищевода на функциональный трансплантат

В последнее время были достигнуты значительные успехи в восстановлении полых органов методом тканевой инженерии. Исследователи из Великобритании ранее получали децеллюляризованную донорскую трахею, засеянную собственными клетками индивидуума. В новой статье они занялись пищеводом. Реконструкция пищевода может потребоваться в различных ситуациях, таких как рак пищевода, воздействие химических веществ, рефлюксной болезни или радиации, и атрезия пищевода — тяжелый порок развития, при котором верхний и нижний сегменты пищевода разобщены. Сегменты соединяются в ходе оперативного вмешательства, но при отсутствии продолжительного участка пищевода операция может быть затруднена. Есть подходы к решению этой проблемы, но они часто сопровождаются осложнениями. Необходимо восстановить также мышечный слой пищевода для глотания.

Ранее авторы использовали тканевую инженерию для получения репопулированных, биосовместимых, многослойных трансплантатов пищевода in vitro. Децеллюляризованные каркасы пищевода крыс засеивали мезоангиобластами (MAB) человека, фибробластами (FB) мыши и клетками нервного гребня мыши, с последующей имплантацией в сальник мышей с подавленным иммунитетом. Децеллюляризованные каркасы пищевода крыс также пересаживали кроликам. В новой работе задействовали минипигов.

MAB и FB свиней получали с помощью биопсии и размножали. Одновременно получали децеллюляризованные каркасы пищевода свиньи размером 5 см. Каркасы засевали клетками и помещали в биореактор для созревания на неделю. В результате MAB сохраняли экспрессию PDGFRβ, αSMA, SM22 и Ki67. Весь процесс занял 8 недель.

Авторы провели секвенирование РНК единичных ядер только полученных MAB и FB и клеток после созревания в биореакторе. Транскриптомы этих двух групп клеток значительно различались. После биореактора усиливались сигналы, связанные с ангиогенезом/гипоксией и ремоделированием внеклеточного матрикса.

У минипигов удаляли 2,5 см пищевода и заменяли полученными трансплантатами. Биоразлагаемые стенты крепились к стенкам пищевода. Эндоскопическая замена стента была запланирована за 3 месяца до эндоскопической оценки состояния трансплантата. Сразу после операции свиньям давали воду, через день — жидкую пищу. Дополнительное энтеральное питание не потребовалось. Все животные оставались живы спустя 30 дней. У всех свиней в раннем послеоперационном периоде наблюдались гиперпластические эпителиальные полипы, которые лечили пероральным введением стероидов и (или) эндоскопической резекцией.

После операции у всех свиней была отмечена стриктура пищевода, требующая эндоскопической баллонной дилатации с последующей заменой стента. Пять животных из восьми достигли отметки в шесть месяцев. Четырем уже не требовалась эндоскопия после третьего месяца. Тестирование указывало на наличие вторичной перистальтики тела пищевода через трансплантат.

Пищевод извлекли из тела свиней посмертно и проанализировали. Жесткость, предельная прочность, деформация при разрыве и другие параметры трансплантата улучшались со временем — биомеханические свойства трансплантатов через шесть месяцев больше напоминали естественный пищевод, чем трансплантатов через три месяца. Присутствовали все ткани, характерные для пищевода. Также со временем нарастало количество гладкой мускулатуры, а признаки воспаления пропадали. Происходила васкуляризация трансплантата.

Уже через месяц после пересадки экспрессировались гены, связанные с развитием гладкой мускулатуры (TAGLN, CSRP1 и DES), а через три месяца — скелетной мускулатуры (MYH3, MYH8 и ACTC1). Через шесть месяцев экспрессировались маркеры зрелой мускулатуры (SMTN, CALD1 и MYH11 для гладкой; MYH7, TNNC1 и TNNC2 для скелетной).

Таким образом аутологичные, засеянные собственными клетками реципиента трансплантаты пищевода могут быть получены в течение двух месяцев и представляют собой альтернативу для восстановления дефектов пищевода в растущей модели крупного животного. Архитектура тканей трансплантата все более напоминает нативную ткань с течением времени. Все животные пережили отметку 30 дней, питались автономно и росли.

Трансплантат из смеси гепатоцитов с гелевыми микросферами может помочь при печеночной недостаточности