Глава 526. Мольба о лекарстве открытие зарубежных клинических исследований •
Город Кунь, штаб-квартира Саньцин.
Сюэ Шэнь склонился над компьютером, его пальцы быстро летали, и звук клавиш разносился по всему офису.
Через долгое время он остановился, удовлетворенно щелкнул мышью и отправил длинное письмо.
"Более трех месяцев, наконец-то завершились эксперименты на животных с искусственными кровеносными сосудами на свиньях. Отчет об эксперименте загружен, и теперь мы ждем применения в клинических испытаниях на людях".
"Время летит так быстро, год пролетел в мгновение ока".
Он посмотрел на календарь, который показывал последний рабочий день этого года, и не мог не вздохнуть.
"К счастью, в этом году оба крупных проекта прошли очень гладко, начальник Вэй должен быть очень доволен, и вопрос о повышении и увеличении зарплаты, вероятно, будет включен в повестку дня".
Сюэ Шэнь с удовольствием подумал и невольно ухмыльнулся.
Тук-тук-тук!
Вдруг кто-то постучал в дверь.
Сюэ Шэнь быстро убрал улыбку, выпрямился и сказал: "Войдите".
Вошел молодой человек с нежным лицом, и сквозь толстые линзы очков их взгляды встретились.
Удивление промелькнуло в глазах Сюэ Шэня, и на его лице быстро появилась улыбка: "Дин Бо, это ты, какой редкий гость, присаживайся".
Дин Мянь сел напротив и вежливо поздоровался: "Сюэ Бо, здравствуйте, давно наслышан о вас, рад встрече".
Он не стал тратить время и сразу перешел к делу: "Мы все занимаемся научными исследованиями, поэтому я не буду говорить всякие пустые вещи. Я слышал, что ваш проект по искусственным кровеносным сосудам идет неплохо? Уже завершены эксперименты на животных?"
Сюэ Шэнь быстро сообразил, что он не возражает против прямоты собеседника, но прогресс проекта по искусственным кровеносным сосудам, по идее, является внутренней тайной. Если только кто-то из сотрудников не разболтал об этом повсюду, то это могло исходить только от начальника Вэя.
Поэтому он слегка улыбнулся и сказал: "Верно, это начальник Вэй сказал тебе? Я собираюсь подать заявку на клинические испытания на следующем этапе".
Дин Мянь хлопнул себя по бедру и обрадовался: "Отлично, это показывает, что проект очень успешен, похоже, я пришел сюда не зря".
Сюэ Шэнь усмехнулся: "Ты, кажется, еще не объяснил цель своего визита".
Дин Мянь наклонился вперед и взволнованно сказал: "Ты должен знать мою лабораторию стволовых клеток, у меня был проект по созданию искусственной крови, который был запущен в конце года, и его можно считать почти завершенным".
"Потом я задумался, чем заниматься в следующем проекте. Начальник Вэй дал мне несколько советов, которые сразу же прояснили ситуацию и открыли мне глаза".
"Он сказал, что трансплантация искусственных органов невозможна без нанотехнологий, и твой проект по искусственным кровеносным сосудам также относится к искусственным органам. Если у меня есть какие-либо идеи, я могу прийти и обсудить их с тобой, возможно, будут новые открытия".
"Как только я услышал об искусственных кровеносных сосудах, в моей голове мгновенно вспыхнула искра, и следующий проект сразу же появился".
Сюэ Шэнь знал, что собеседник является экспертом в области исследований стволовых клеток, и у него есть успешные проекты, он не из тех, кто просто тратит время впустую, и спросил: "Что за новый проект? Связан ли он с искусственными кровеносными сосудами?"
Дин Мянь не сразу ответил, а спросил в ответ: "Насколько хорошо вы знакомы с тканевой инженерией?"
Сюэ Шэнь медленно покачал головой: "Я слышал об этом, но не изучал эту область, потому что я физик по образованию, и не могу сравниться с вами, биологами".
"Тогда вы знаете различные этапы развития искусственных органов?" - продолжил спрашивать Дин Мянь.
Сюэ Шэнь развел руками и, улыбаясь, посмотрел на него.
Увидев это, Дин Мянь перестал задавать вопросы и продолжил говорить без умолку.
"Как вы знаете, в настоящее время в научном мире создание самых сложных человеческих органов с полным набором функций по-прежнему является недостижимой целью, но в структуре многих специальных тканей достигнут большой прогресс".
"Святым Граалем в области искусственных органов является создание таких твердых органов, как сердце, почки, легкие и печень".
"Затем идут полые нетрубчатые структуры, такие как мочевой пузырь, которые относятся к следующему уровню сложности".
"Если сложность уменьшается дальше, то это создание трубчатых структур, таких как кровеносные сосуды и трахея".
"Что касается самых простых органов, которые может создать человек, то это плоские и относительно твердые, такие как кожа, роговица и тому подобное".
Сюэ Шэнь кивнул: "Значит, вы хотите сказать, что мы создали искусственные кровеносные сосуды, которые относятся к третьему уровню сложности".
Дин Мянь махнул рукой и сказал: "На самом деле, сложность не делится таким образом. Твердые органы и трубчатые структуры кажутся очень похожими, между ними всего один уровень, но сложность между ними намного больше, чем люди думают, возможно, это разница от 0 до 1".
Сюэ Шэнь с интересом спросил: "В чем же тогда ключевая сложность между ними?"
Лицо Дин Мяня стало серьезным, и он, задумавшись, сказал: "Это связано со знаниями в области тканевой инженерии".
"Возможно, большинство людей, услышав это название, подумают, что это термин из области управления или инженерии, но на самом деле это биологический термин".
"Здесь под тканью подразумевается многоуровневая ткань человеческого тела, такая как белки нанометрового масштаба, клетки микрометрового масштаба, кровеносные сосуды миллиметрового масштаба, внутренние органы сантиметрового масштаба, которые в конечном итоге вырастают во все тело".
"Тканевая инженерия - это анализ структуры ткани и реконструирование ткани человеческого тела физическими и химическими методами".
"В ткани человеческого тела клетки расположены очень сложным образом, более или менее образуя симметричную трехмерную структуру".
"В большинстве случаев они встроены в сложную сеть, состоящую из активных наноструктурных "кабелей", эта сеть представляет собой каркас, состоящий из белков, который мы называем внеклеточным матриксом".
"Внеклеточный матрикс обеспечивает среду со структурными, физическими, механическими и биохимическими свойствами, поддерживая рост клеток и взаимодействие внутри ткани".
"Эти внеклеточные матриксы представляют собой активный гель, секретируемый клетками, который содержит большое количество волокнистых белков и сахаров, включая коллаген, эластин, гиалуроновую кислоту и протеогликаны".
"Когда мы получаем травму, внеклеточный матрикс разрушается. Когда клетки перемещаются к месту травмы, информация внеклеточного матрикса уже исчезает, поэтому клетки создают рубцовую ткань, заполняющую пустоту. Эти рубцовые ткани становятся более жесткими и не соответствуют другим структурам".
"Уже давно люди осознали, что для выращивания ткани человеческого тела необходимо создать искусственный каркас для выращивания клеток, чтобы воссоздать среду, первоначально обеспечиваемую внеклеточным матриксом".
"Этот искусственный каркас должен иметь подходящую структуру, чтобы клетки могли прикрепляться к нему, выживать, развиваться и делиться".
"В то же время он должен обладать биосовместимостью, способностью передавать физические и химические сигналы для направления дифференциации клеток".
"Например, скелет человеческого тела - это специальный каркас, сплетенный из коллагена и других фибриллярных белков, на котором могут осаждаться минеральные соли фосфата кальция, образуя твердые кости".
"В нанометровом масштабе кости объединяют белки и минералы, реализуя свои особые механические свойства, сочетая в себе прочность и эластичность, способные противостоять повреждениям и трещинам, вызванным врагами или несчастными случаями, и готовиться к росту и возрождению".
"На основе этого были разработаны материалы для трансплантации искусственных костей, а также искусственная кожа и т. д.".
"Эти примеры представляют собой возникновение новой дисциплины - тканевой инженерии".
"Способность манипулировать плюрипотентными стволовыми клетками, чтобы они дифференцировались в любую желаемую ткань, является конечной целью, к которой стремится эта область".
"Но в настоящее время люди не могут этого сделать, поэтому приходится довольствоваться меньшим, но даже использование искусственного каркаса для создания полнофункциональной ткани очень сложно".
"Есть две основные трудности".
Сказав это, Дин Мянь слегка кашлянул, взял чай, принесенный секретарем, и сделал большой глоток.
Сюэ Шэнь слушал с увлечением и торопливо сказал: "Что дальше? Продолжайте".
"Одна из основных проблем заключается в том, что диффузия питательных веществ и кислорода в искусственных структурах очень трудно осуществима".
"Это означает, что создание функциональных небольших клеточных структур размером в несколько микрометров возможно, и на самом деле мы уже разработали такие микроскопические структуры ткани человеческого тела, называемые органоидами".
"Но сделать их больше, сохраняя при этом активность, сложно, потому что кислород и необходимые питательные вещества не могут достичь клеточного уровня".
"Транспортировка в реальных тканях осуществляется благодаря очень сложной комбинации биологических и физических механизмов, включая образование кровеносных сосудов, которые могут непрерывно доставлять кислород и питательные вещества к клеткам в очень плотной среде".
"Только когда расстояние между клетками и капиллярами составляет менее 200 микрометров, становится возможным доставка питательных веществ к клеткам и удаление отходов".
"Поэтому образование кровеносных сосудов в искусственных органах всегда было сложной биологической и инженерной проблемой".
"Другая трудность заключается в поиске подходящего источника клеток, чтобы обеспечить достаточное количество клеток для окончательного создания крупной ткани, имеющей медицинское значение".
"В настоящее время в большинстве случаев трансплантации искусственных органов есть донор, в основном это умершие люди, потому что это не требует строгого соответствия".
"Ученые удаляют клетки донора из органа, оставляя тканевый каркас, а затем имплантируют клетки реципиента, чтобы завершить трансплантацию".
"Со временем каркас донора разрушается в организме, вырастают новые клетки и кровеносные сосуды, полностью формируя новый орган".
Сюэ Шэнь не удержался и вставил: "Как и в случае с искусственными кровеносными сосудами".
Дин Мянь кивнул и подытожил: "Да, поэтому сейчас трудности с искусственными органами вполне очевидны".
"Во-первых, мы не можем с нуля вырастить полноценный твердый орган из стволовых клеток, будь то сердце, почка или печень".
"Поэтому мы можем только изготовить искусственный каркас, который может быть из биологических материалов, полимерных материалов, металлических материалов или даже взят из органов мертвых людей или животных".
"Далее мы высаживаем необходимые клетки, будь то нервные клетки, клетки сердечной мышцы, клетки сетчатки и т. д.".
"И тут мы застреваем, потому что нет большого количества клеток, чтобы сделать этот орган таким же большим, как настоящий".
"Возможно, в будущем это можно будет решить с помощью технологии дифференциации плюрипотентных стволовых клеток, в любом случае, я все еще уверен".
"И если эта трудность будет решена, мы вырастим большое количество клеток, все из одного и того же реципиента, поэтому не будет иммунной реакции, условия будут идеальными".
"Далее мы сталкиваемся с фатальной трудностью, а именно с тем, что в искусственном органе нет кровоснабжения, все клетки собираются вместе, комфортно растут в сети, состоящей из внеклеточного матрикса, но питательные вещества и кислород не достигают их, и они быстро умирают".
"В настоящее время решения этой проблемы нет. Некоторые относительно простые небольшие органы можно прикрепить к руке или бедру человека, используя способность организма к росту, чтобы вырастить кровеносные сосуды и нервы, тем самым решив эту проблему".
"Но для крупных органов это по-прежнему неразрешимо".
Сюэ Шэнь задумчиво сказал: "Теперь, когда вы это сказали, я понимаю, что это действительно очень сложно".
Затем он улыбнулся: "Раз мы знаем, в чем трудности, это хорошо, по крайней мере, у нас есть цель, к которой нужно стремиться, не так ли? Пока мы продолжаем двигаться в этом направлении, мы рано или поздно решим эти трудности".
"Хлоп-хлоп-хлоп!" Дин Мянь захлопал в ладоши и громко похвалил: "Правильно, такое отношение - это дух наших научных работников, я сразу понял, что не ошибся в выборе человека".
Он потрогал лоб и немного смущенно сказал: "Кстати, я, кажется, еще не успел сказать, что мой новый проект - это проект искусственного мочевого пузыря".
"Искусственный мочевой пузырь?" Сюэ Шэнь был удивлен, а затем взволнованно сказал: "Так вот о чем вы говорили с самого начала, это относится к полым не трубчатым структурам, это тоже очень сложно, вы уверены?"
Дин Мянь кивнул, а затем покачал головой и сказал: "Трудно сказать, у меня есть только приблизительное представление".
"Расскажите?" Сюэ Шэнь снова протянул руку.
Дин Мянь поправил очки и начал говорить без умолку.
"Выращивание и пересадка искусственного мочевого пузыря уже имеют клинические примеры за рубежом, но еще не получили широкого распространения, в стране еще не было прецедентов. Для пациентов, которым необходимо удалить мочевой пузырь, распространенным хирургическим решением является удаление части толстой кишки, а затем преобразование ее в мочевой пузырь, а затем пришивание мочеточника".
"Это имеет много ограничений в клинической практике. Кишечник некоторых пациентов не здоров и не может быть удален, а другое - длительное использование также приведет к некоторым проблемам".
"Технология пересадки искусственного мочевого пузыря может идеально решить проблемы пациентов, не требует забора материала у самого пациента и не имеет ограничений по состоянию здоровья пациента".
"Этот новый мочевой пузырь имитирует настоящий мочевой пузырь и состоит из 3 слоев материала: внешний слой - мышцы, внутренний слой - эпителий мочевого пузыря, а посередине - соединительный тканевый белок коллаген, который должен обладать определенной эластичностью. Вся структура очень похожа на печеный торт с начинкой".
"Как я уже говорил вам, получение и выращивание клеток не является сложным, достаточно взять несколько образцов живых клеток с мочевого пузыря пациента и вырастить мышечные клетки и эпителиальные клетки мочевого пузыря отдельно".
"После того, как клетки выращены, их помещают на биоразлагаемый каркас в форме мочевого пузыря, и когда весь новый мочевой пузырь выращен, его пересаживают пациенту".
"Поскольку мочевой пузырь при сокращении представляет собой очень маленький комок, и он полый, то требуется не так много клеток, поэтому это относительно простой выбор".
"Если все пойдет гладко, то максимум через месяц искусственный мочевой пузырь сможет работать в организме пациента как нормальный мочевой пузырь, а еще через несколько месяцев разлагаемый каркас будет разрушен, на искусственном мочевом пузыре вырастут кровеносные сосуды и нервы, и он соединится с окружающими тканями".
"Во всем процессе технологии трансплантации и выращивания клеток очень зрелые, я могу это сделать".
"Единственная трудность заключается в биологическом каркасе, но после успешного исследования искусственных кровеносных сосудов эта проблема также была решена".
"Я видел параметры производительности искусственных кровеносных сосудов, используемый в них эластичный белок очень подходит для искусственного мочевого пузыря, он может обеспечить в несколько раз большую эластичность, чем нормальный мочевой пузырь, поэтому он может лучше контролировать мочеиспускание и значительно улучшить симптомы недержания мочи у пациентов".
"Этот биологический материал нужно только немного улучшить, и он идеально подойдет для проекта искусственного мочевого пузыря".
"Что скажете?" Дин Мянь с энтузиазмом протянул руку и с нетерпением сказал: "Хотите поработать вместе?"
Сюэ Шэнь тут же расплылся в улыбке, крепко пожал руку собеседнику и твердо сказал.
"Нет проблем, доктор Дин, на этот раз я полагаюсь на вас".