Імплантація у рубець після кесаревого розтину

Як можна визначити патологічно прирощену плаценту та що казати пацієнтам*

* За матеріалами 27-го конгресу ISUOG 2016, Рим «The natural history of implantations in Caesarean section scars: at what point can we diagnosis a placenta that will be pathologically adherent and what do we tell patients?» Ilan Timor-Tritsch, USA). http://www.isuog.org/Online Learning/ISUOG+OnDemand/

Прикріпилося не там, де потрібно…

Відомо, що рубець після кесаревого розтину має ятрогенну природу. Бластоциста імплантується у макро- чи мікроскопічну щілину збоку рубця від попереднього оперативного розродження – в так звану «нішу» (рис. 1), викликаючи вагітність у рубці.Це також може спостерігатись і після інших оперативних втручань на матці.

Що ж робить імплантована бластоциста та що нам потрібно знати про її шлях? Давайте прослідкуємо патогенез формування вагітності у рубці. Яка роль трофобласту та які функції він виконує?

Трофобласт (від грецького treuphen – годувати та blastos – паросток) – це клітини, що формуються із зовнішнього шару бластоцисти, забезпечують харчування ембріону та є основною складовою майбутньої плаценти.

Трофобласт формується на першому етапі вагітності і це перші клітини, які диференціюються із заплідненого ооцита (рис. 2). Позаворсинчатий трофобласт починає проникати в децидуальну оболонку.

Найновіші клінічні підходи до ведення функціональної гіпоталамічної аменореї

Огляд клінічних настанов Ендокринологічного товариства

Шановні читачі, пропонуємо ознайомитися з основними положеннями настанов, опрацьованих Ендокринологічним товариством за участі Американського товариства репродуктивної медицини, Європейського ендокринологічного товариства та педіатричного ендокринологічного товариства та опублікованих у травні 2017 року, щодо функціональної гіпоталамічної аменореї

Коротка довідка

Функціональна гіпоталамічна аменорея (ФГА) – це форма хронічної ановуляції за відсутності її органічних причин (Yen 1973).

Термін «функціональний» означає, що корекція або поліпшення стану причинних поведінкових факторів може відновити овуляторну функцію яєчників. Безпосередньою причиною ановуляції є функціональне зменшення впливу ГнРГ, яке проявляється як зниження частоти пульсацій ЛГ (Berga, 1975). Зменшення впливу ГнРГ призводить до недостатності рівнів ЛГ і ФСГ для підтримки повного циклу фолікулогенезу і овуляторних функцій яєчників. Забезпечення екзогенного надходження ГнРГ або гонадотропінів відновлює фолікулогенез (Hurley, 1993). Klinefelter et al. (1943), щоб описати цей стан, спочатку використовували термін «гіпоталамічна гіпоестрогенія». Крім того, схильність до розвитку ФГА може бути генетичною, такою як гетерозиготний вроджений гіпогонадотропний гіпогонадизм (Caronia, 2011).

Ефективність накладання шва на шийку матки при багатоплодовій вагітності

Частка багатоплодових вагітностей у США зросла з 1980 до 2009 року на 76%  (з 18,9 до 33,2 на 1000 пологів), в основному за рахунок збільшення використання штучних репродуктивних технологій і старшого віку матерів. Передчасне народження  близнюків трапляється у 5 разів частіше, ніж при одноплодових вагітностях

Скорочений виклад Марії Бурган*

* Roman A, Rochelson B, Martinelli P, Saccone G, Harris K, Zork N, Spiel M, O’Brien K, Calluzzo I, Palomares K, Rosen T, Berghella V, Fleischer A, Cerclage in twin pregnancy with dilated cervix between 16 to 24 weeks of gestation: retrospective cohort study, American Journal of Obstetrics and Gynecology (2016), doi: 10.1016/j.ajog.2016.01.172.

У 2013 році 56,5% близнюків народилися в терміні до 37 тижнів і 11,3% у терміні до 32 тижнів, тоді як при одноплодових вагітностях 11,3% дітей народилися до 37 тижнів і 1,5% – раніше 32 тижнів. Водночас у близнюків спостерігають вищий ризик низької маси тіла при народженні та  ранньої неонатальної та малюкової смертності, а також ускладнень, пов'язаних з недоношеністю і низькою масою тіла при народженні.

У давніших публікаціях відмічали, що розширення шийки матки більш ніж на 1 см у другому триместрі (від 16 до 28 тижнів) асоціюється з поганим прогнозом, а саме з більш ніж на 90% вищим ризиком спонтанних передчасних пологів, незалежно від довжини шийки матки, акушерського анамнезу та інших факторів ризику передчасних пологів (Althuisius 2003, Daskalakis, 2006). Накладання шва на розширену шийку матки при вагітності одним плодом віддавна вважають ургентною процедурою, яка відтерміновує передчасні пологи. При цьому шов накладають на рівні внутрішнього вічка (наприклад, розширеного до ³1 см, або при випинанні плодових оболонок, що виявляють при фізикальному обстеженні (при огляді в дзеркалах або пальпаторно; згладження шийки матки при цьому не обов’язкове). Після виключення скоротливої активності матки та внутрішньоутробної інфекції накладання шва на шийку матки є тим заходом, який поліпшує вислід вагітності.

Дані про ефективність накладання шва на шийку матки в подібних ситуаціях при багатоплодовій вагітності є недостатні. Єдине опубліковане рандомізоване клінічне дослідження оцінки ефективності шва при розширеному каналі шийки матки описує 13 жінок, яким наклали шов і давали індометацин, та 10 жінок, які всього лише перебували на ліжковому режимі. Усі жінки отримали антибіотики. Це дослідження засвідчило суттєве значне зниження частки передчасних пологів в терміні <34 тижнів вагітності і довший латентний інтервал від моменту встановлення діагнозу до пологів (більше 30 днів). І все ж у цій публікації не повідомляють окремо про вислід накладання шва для близнюків (Althuisius et al., 2003).

Також є кілька публікацій, які описують серії випадків багатоплодових вагітностей із накладанням шва у ІІ трим. зі сприятливим вислідом. У трьох дослідженнях порівнювали накладання шва при вагітності двійнею та одноплодовій вагітності. Дилатація показує високу ймовірність пологів у терміні >32 тижнів з ліпшим виживанням дітей [13–19].

Ризик інтраопераційного розриву плодових оболонок при накладанні шва на дилятовану шийку матки становить від 4% до 19% (Pereira, 2007, Ventolini, 2009). Загальні методи уникнення цього ускладнення включають амніоредукцію, положення Тренделенбурга, делікатну тягу шийки матки кульовими щипцями, заповнення сечового міхура 500 мл фізіологічного розчину та/або зменшення пролапсу мембран за допомогою губки на паличці або катетера Фолея.

Мета полягала в тому, щоб оцінити, чи може накладання шва при вагітності двійнею при безсимптомній дилятації цервікального каналу ³1 см до 24 тижнів знизити частку спонтанних передчасних пологів у термін <34 тижнів вагітності і несприятливі неонатальні наслідки у порівнянні з вичікувальною тактикою.

Матеріали і методи

Це було ретроспективне дослідження за участю 76 жінок з вагітністю двійнею і безсимптомним розширенням каналу шийки матки від 1,0 до 4,5 см, виявленим при фізикальному огляді, у яких не було ознак передчасних пологів та хоріоамніоніту. Критеріями виключення були вади розвитку або генетичні аномалії у дітей, редукція кількості ембріонів в анамнезі, одноторочкова-однооплідна плацентація, індуковані передчасні пологи (наприклад, при міжблизнюковому перетіканні, тяжкій прееклампсії, відшаруванні плаценти тощо), накладання шва на шийку матки через іншу причину (наприклад, накладанні шва при попередній вагітності), випадіння плодових оболонок далі зовнішнього вічка, передчасний розрив плодових оболонок або хоріоамніоніт.

За усіма пацієнтками спостерігали в пологовому відділенні щодо скоротливої активності матки або хоріоамніоніту, який діагностували клінічно або на основі амніоцентезу у передлеглого плода. Вважали, що у пацієнтки немає активних пологів, якщо симптоматика була достатньо стабільна для того, щоб виписати її з відділення. Вибір тактики лікування здійснював лише лікар.

У 38 жінок наклали шов на шийку матки, а у 38 застосували вичікувальну тактику. Демографічні та медичні характеристики груп значуще не відрізнялися, за винятком амніоцентезу. Застосування вагінального прогестерону також суттєво не відрізнялася між двома групами, проте, через високу частоту в групі шва (15,8% порівняно з 5,2%, р=0,15), автори включили цю змінну в логістичну регресію.

Результати

Спонтанні передчасні пологи в терміні <34 тижнів суттєво рідше траплялися в групі, де накладали шов: їх частка становила 20 (52,6%) порівняно з 36 (94,7%) в групі, де застосували вичікувальну тактику; скориговане співвідношення шансів становило 0,06, 95% довірчий інтервал (ДІ) 0,03–0,34. Вторинні результати також були суттєво ліпші у групі з накладанням шва (табл. 1).

Накладання шва зумовлювало триваліший латентний період від встановлення діагнозу до пологів (10,5±5,6 порівняно з 3,7±3,2 тижні з середньою різницею в 6,76 тижнів, 95% ДІ 4,71–8,81). У групі зі швом також менша частка дітей потребувала перебування у відділі інтенсивної терапії і застосування стероїдів для стимуляції дозрівання легень. Пологи відбулися у цій групі пізніше, ніж у групі з вичікувальною тактикою – у 31,2±5,6 порівняно з 24,3±4,2 тижнів (середня різниця 6,90 тижні, 95% ДІ 4,67–9,13).

Передчасний розрив плодових оболонок у групі зі швом також відбувався на пізнішому терміні вагітності: 28,2±6,1 порівняно з 22,15±2,5 тижнів (середня різниця 6,05 (3,95–8,15) тижнів). Частота передчасного відходження вод та проміжок часу від відходження вод до пологів значуще не відрізнялися.

Перинатальна смертність була значуще нижча в групі зі швом порівнянно з вичікувальною тактикою та становила 21/76 (27,6%) та 45/76 (59,2%) відповідно, скориговане співвідношення щансів – 0,24 (0,11–0,5), р <0,0001. Із 96 новонароджених, які народилися живими, 54 (73,6%) у групі шва та 42 (55,2%) в контрольній групі потрапили у відділення інтенсивної терапії. Перинатальна смертність і ускладнення неонатального періоду були значуще нижчі у групі зі швом (табл. 2).

Вагінальний прогестерон застосували у 6 жінок в групі зі швом і в 2 жінок у групі з вичікувальною тактикою. Показанням для використання вагінальних прогестерону було вкорочення шийки матки <15 мм. Якщо у пацієнтки згодом розвинулася дилатація шийки матки, вагінальний прогестерон продовжували застосовувати. Відмінностей між групами щодо застосування вагінального прогестерону не було.

У 35 жінок (30 із групи зі швом і 5 із групи з вичікувальною тактикою) виконали амніоцентез першого плода для діагностики субклінічного хоріоамніоніту. Результати дослідження амніотичної рідини засвідчили нормальний рівень глюкози, негативний ріст мікробів протягом 5 днів та відсутність лейкоцитів. У 14 жінок виконали амніоредукцію (видалення 50–500 мл рідини) перед накладанням шва. У 72 (94%) жінок плодові оболонки були видимі при огляді в дзеркалах. В одному випадку відбувся розрив плодових оболонок під час накладання шва, після чого настали вагінальні пологи. Для накладання шва застосовували стрічки Mersilene™ (28 (73,6%)), Ethibon™ (8 (21%)) і Prolene™ (2 (5,3%)). У групі шва 29 (76%) пацієнток отримали профілактично індометацин, 36 (94%) – також антибіотики (в основному поєднання ампіциліну і метронідазолу), жодна з жінок в групі вичікувальної тактики не отримувала індометацин або антибіотики.

Жінки із групи шва було значно рідше госпіталізовані протягом вагітності та рідше потребували антенатального застосування кортикостероїдів. Водночас у цій же групі була більша частка кесаревого розтину (табл. 1). Однак при врахуванні лише тих пацієнток, пологи у яких відбулися в гестаційному віці, коли дитина життєздатна, частота кесаревого розтину була однаковою в обох групах: 23/32 (71,8%) у групі шва і 13/21 (62%) в контрольній групі, p=0,55.

Автори також вивчали залежність висліду вагітності від ступеня розширення шийки матки – <2 см або ³2 см. Між первинними і вторинними результатами в цих групах були значущі відмінності.

У жінок з розширенням каналу шийки матки <2 см спонтанні передчасні пологи <34 тижнів були у 5 (35,7%) жінок із групи шва порівняно з 14 (100%) із контрольної групи (скориговане СШ 0,02, 95% ДІ від 0,01 до 0,33), також у жінок із розширенням шийки матки до 2 см у групі шва був довший латентний період від встановлення діагнозу до пологів (7,9 тижня порівняно з 4 тижнів).

У групі жінок із розширенням цервікального каналу від 2 до 4,5 см спонтанні передчасні пологи у терміні до 34 тижнів трапилися у 9/19 (47,3%) у групі шва і 14/14 (100%) у групі з вичікувальною тактикою (скориговане СШ 0,03, 95% ДІ 0,01–0,62), а латентний період від встановлення діагнозу до пологів становив відповідно 9,6±5,9 порівняно з 3,5±3,5, середня різниця – 6,1 тижня (95% ДІ 3,92–8,28). Особливості настання пологів у всіх групах представлені за допомогою кривих Каплана–Мейера (рис. 1 і 2).

Коментар

Це було перше ретроспективне дослідження із вивчення ефективності накладання шва на шийку матки при багатоплодових вагітностях з розширенням каналу шийки матки ³1 см. Оскільки пацієнтки, яким на шийку матки накладали шов, отримували також профілактично індометацин (76%) і антибіотики (94%), то отримані результати ілюструють ефективність такої комбінованої терапії. У жінок, які отримали описане лікування, був суттєво довший латентний період від встановлення діагнозу дилатації шийки матки до пологів, у них пізніше відбувалося передчасне відходження вод, суттєво зменшилася частка спонтанних передчасних пологів <34 тижнів (на 90%). Діти таких матерів рідше потрапляли у відділ інтенсивної терапії та мали менше неонатальних ускладнень. Перинатальна смертність знизилася загалом на 75%. Перераховані переваги спостерігалися в підгрупах жінок з розширенням цервікального каналу ³2 см і до <2 см.

Більшість повідомлень про накладання шва на шийку матки при розширеному цервікальному каналі стосуються одноплодових вагітностей, хоча інколи в такі дослілження включали й вагітних близнюками (наприклад, Althuisius, 2003). У цьому дослідженні автори проаналізували результати ургентного накладання шва на шийку матки у 16 одноплодових вагітностях і 7 вагітностях двійнею. При цьому у жінок, в яких наклали шов на шийку матки, тривалість вагітності продовжилася в середньому на 4 тижні, а частка передчасних пологів у терміні до 34 тижнів зменшилася до 53%. На жаль, окремо про ефект накладання шва при вагітності двійнею в цьому дослідженні не повідомляють.

У дослідженнях, які охоплювали ретроспективний аналіз серій випадків накладання шва на шийку матки при вагітності двійнею у другому триместрі, повідомляють про позитивний ефект названої процедури. При цьому частка спонтанних передчасних пологів у терміні до 34 тижнів коливалася від 25 до 52% (Levin, 2012, Zanardini, 2013, Miller, 2014, Barnabeu, 2015 та ін.).

Унікальною перевагою цього дослідження є аналіз результату процедури для новонароджених. При цьому виявили, що діти жінок, яким наклали шов на шийку матки, рідше потрапляли у відділ інтенсивної терапії, у них рідше траплявся синдром дихальних розладів, некротичний ентероколіт та ін. Перинатальна смертність у 70% випадків асоціювалася із народженням у терміні до 24 тижнів. Водночас автори представили дані про вислід вагітності у 38 жінок, у яких розширення цервікального каналу >1 см виявили до 24 тижнів і в яких застосували вичікувальну тактику. Наслідки були настільки ж песимістичні, як і при вичікуванні в подібній ситуації при вагітності одним плодом.

Слабкими моментами дослідження є його ретроспективний характер та тривалий час збору даних (1994–2014). Дані збирали з медичної документації, тому інколи вони були неповні. Крім того, за цей час кілька разів змінювалися визначення істміко-цервікальної недостатності за Американською асоціацією акушерів-гінекологів. Автори не мали змоги отримати докладну інформацію про довжину шийки матки у всіх пацієнток, яку визначали при ультрасонографічному дослідженні. Крім того, таке дослідження могли виконувати як трансабдомінально, так і трансвагінально. Також обстеження пацієнтки виконувалися різним медичним персоналом, а акушерська практика за ці 17 років суттєво змінилася. Ще одним із найважливіших слабких моментів є невелика кількість пацієнток, яким наклали шов на шийку матки.

Висновки

Незважаючи на оптимістичні результати, автори вважають, що не мають достатніх підстав, щоб рекомендувати накладання шва на шийку матки водночас із застосуванням антибіотиків та індометацину у всіх жінок із багатоплодовою вагітністю та вкороченою шийкою матки чи розширеним цервікальним каналом до 24 тижнів вагітності. Потрібні ще й інші дослідження, які дали б змогу розробити стратегії для уникнення передчасних пологів при багатоплодових вагітностях.

Водночас автори повідомили, що розпочали проспективне рандомізоване дослідження для вивчення ефекту шва на шийці матки при багатоплодових вагітностях, яке дасть докладнішу інформацію на цю тему.

Гиперпролактинемия: когда и что лечить

В 2016 году в Украине вышел в свет Национальный консенсус по тактике ведения пациентов с гиперпролактинемией [1], который дал практическим врачам четкий алгоритм диагностики и лечения данного синдрома, основанный на принципах мировой доказательной медицины.

Одно из основных мест в диагностике данного синдрома занимают лабораторные методы, которые позволяют не только выявить гиперпролактинемию, но и провести дифференциальную диагностику ее причин для выбора тактики эффективного лечения.

Известно, что гиперпролактинемия – это стойкое повышение уровня пролактина (ПРЛ). Уровни ПРЛ, которые позволяют установить диагноз гиперпролактинемии и провести первичную дифференциальную диагностику следующие [2]:

• Гиперпролактинемия – это стойкое повышение ПРЛ более 25 нг/мл независимо от пола;
• Уровни ПРЛ 25–100 нг/мл могут быть связаны с приемом препаратов и влиянием физиологических факторов, повышающих уровень данного гормона;
• Повышение более 200 нг/мл наиболее вероятно обусловлено пролактиномой, однако, некоторые препараты могут приводить к таким уровням;
• Уровень более 500 нг/мл характерен для макроаденомы.

Учитывая, что к повышению уровня ПРЛ приводит целый ряд факторов (физиологические, медикаментозные и патологические), каждый раз интерпретируя результаты повышенного уровня, необходимо обязательно проводить дифференциальную диагностику возможных причин.

Согласно Национальному консенсусу Украины [1] и «Diagnosis and Treatment of Hyperprolactinemia: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline», 2011 г. [2], в первую очередь, необходимо исключить физиологические причины повышения. Это стресс (в том числе, от венепункции), коитус накануне, интенсивные физические нагрузки, сон. У женщин обязательно исключить беременность (определить уровни хорионического гонадотропина), учесть факт кормления грудью. В случае выявления данных факторов, исследование необходимо обязательно повторить, избегая стресса.

Вторым важным этапом интерпретации повышенного уровня ПРЛ является исключение одной из самых распространенных причин повышенного уровня ПРЛ неопухолевого генеза – приема препаратов, повышающих уровень данного гормона. Список достаточно обширный и разнообразный: эстрогены, оральные контрацептивы, препараты заместительной гормональной терапии, блокаторы рецепторов допамина (фенотиазины), антагонисты допамина (метоклопрамид), антигипертензивные препараты, антигистаминные препараты (Н2), холинергические агонисты, анестетики, противосудорожные, антидепрессанты, антипсихотические препараты, нейролептики, нейропептиды, опиаты и антагонисты опиатов.

Уровень медикаментозно-индуцированного повышения ПРЛ в основном колеблется в пределах 25–100 нг/мл. Однако, при приеме метоклопрамида, рисперидона и фенотиазинов уровень может повыситься до 200 нг/мл [3, 4]. Именно нейролептики и антипсихотические препараты занимают лидирующее место в медикаментозно-индуцированной гиперпролактинемии, в частности, данный синдром развивается у 40–90% пациентов, принимающих фенотиазины или бутирофеноны и у 50–100%, принимающих рисперидон [5, 6].

Как видно из перечня, прием эстрогенсодержащих препаратов, которые достаточно широко используются при ведении женщин с нарушениями в репродуктивной сфере, могут вести к повышению уровня ПРЛ. Это определяет необходимость обязательно собрать данные о приеме этих препаратов, особенно в ситуациях, когда лечение по поводу репродуктивных нарушений уже проводилось. Согласно данным различных исследований, влияние эстрогенов на уровень ПРЛ противоречиво. Считается, что 12 – 30% женщин, принимающих КОК, будут иметь гиперпролактинемию, которая не будет требовать специфического лечения [7].

Сегодня распространенность артериальной гипертензии (30–40% населения Украины, в среднем 32,2%) ведет к достаточно широкому распространению приема гипотензивных препаратов [8]. Статистика контроля уровня ПРЛ у пациентов, принимающих верапамил, говорит, что 8,5% имеют умеренную гиперпролактинемию [9], что ведет к необходимости учитывать данный факт при интерпретации повышенных уровней ПРЛ.

В отношении лечения медикаментозно-индуцированной гиперпролактинемии в руководстве «Diagnosis and Treatment of Hyperprolactinemia: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline», 2011 г. в зависимости от клинической ситуации есть различные рекомендации [2]:

• Если нет симптомов гиперпролактинемии, то лечить медикаментозно-индуцированную гиперпролактинемию не рекомендовано;
• Назначение эстрогенов или тестостерона рассматривается у пациентов с длительно существующим гипогонадизмом, вызванным приемом препаратов, повышающих уровень ПРЛ (симптомы гипогонадизма или низкая минеральная плотность костей). Очень важным аспектом ведения пациентов, принимающих антипсихотические препараты, помимо контроля уровня ПРЛ, является оценка минеральной плотности костей и, при необходимости, своевременная коррекция.

После исключения физиологических и медикаментозных факторов повышения ПРЛ, проводится дифференциальная диагностика других причин гиперпролактинемии для выбора тактики лечения.

Учитывая, что целый ряд заболеваний могут сопровождаться повышением уровня ПРЛ, необходимо провести дополнительные обследования для выбора необходимой тактики ведения и лечения пациента.

Патология щитовидной железы (первичный гипотиреоз): длительно существующий или неадекватно леченный первичный гипотиреоз может привести к гиперплазии гипофиза вследствие стимулирующего влияния тиреолиберина. Отсутствие нормализации тиреоидного статуса пациента с гиперпролактинемией не позволит эффективно нормализовать уровень ПРЛ. В данном случае наиболее оптимальным комплексом дообследования пациента является оценка уровня тиреотропного гормона (ТТГ) и свободного тироксина (Т4 свободный).

Патология почек (хроническая почечная недостаточность): нарушение процессов почечной деградации ПРЛ и механизмов центральной регуляции его синтеза ведут к повышению уровня ПРЛ у трети пациентов с почечной недостаточностью. Диализ не позволяет снизить уровень гормона, который может нормализоваться только после трансплантация почки. У женщин с ХПН и аменореей назначение агонистов дофамина может восстановить менструальную функцию.

Другие опухоли гипоталамо-гипофизарной области: нарушение процессов транспортировки дофамина к гипофизу, в результате сдавления ножки или ее разрушения, нарушение синтеза дофамина в гипоталамусе в результате различных патологических процессов ведут к повышению уровня ПРЛ. Кроме того, другие аденомы гипофиза (в первую очередь, соматотропинома) могут сопровождаться повышением уровня синтеза ПРЛ. В данном случае необходим тщательный сбор анамнеза, дополнительные инструментальные методы обследования головного мозга для выявления данного вида патологии.

Макропролактинемия: увеличение ПРЛ за счет увеличения гормонально неактивной фракции – макропролактина (big-big фракции). В данном случае превалирование гормонально неактивной фракции ПРЛ ведет к тому, что симптомы гиперпролактинемического гипогонадизма не развиваются и, соответственно, в лечении данные пациенты не всегда нуждаются.

Пролактинома (микро/макроаденома): в зависимости от размеров аденомы гипофиза, различают микроаденому (менее 10 мм) и макроаденому (более 10 мм). Уровни ПРЛ более 500 нг/мл с большей вероятностью ассоциируются в макроаденомой. Однако, при крайне высоких уровнях ПРЛ (например, для реагентов Roche на аппаратах Cobas данный эффект может быть при уровнях ПРЛ, превышающих 12690 нг/мл) возможно развитие лабораторного феномена – «hook-effect», когда получают нормальные уровни при наличии крайне высоких уровней ПРЛ в крови. Согласно руководству [1, 2], в данных ситуациях необходимо тестирование уровня ПРЛ в пробах с разведением 1:100 для возможности получения истинного уровня гормона, определения объема терапии и контроля эффективности лечения (снижения уровня ПРЛ). В первую очередь, необходимо обращать внимание на тех пациентов, у которых наблюдается длительно существующие репродуктивные нарушения на фоне неврологических и офтальмологических проявлений (выраженные головные боли и нарушения полей зрения), у которых уровни ПРЛ в пределах нормы, а по данным МРТ – макроаденома. Перед стартом лечения таких пациентов необходимо обязательно оценивать истинный уровень ПРЛ в тесте ПРЛ с разведением 1:100.

Целый ряд других причин: травмы грудной клетки, эпилептические эпизоды, синдром поликистозных яичников.

Заключение

Высокая распространенность гиперпролактинемического синдрома как самостоятельного заболевания или сопровождающего другие заболевания синдрома приводит к необходимости обязательного исключения данной патологии во всех случаях имеющихся нарушений менструального цикла, гиперандрогении, бесплодии, галакторее. Особое внимание необходимо обращать на сочетание данной клиники с упорными головным болями, нарушениями полей зрения. При ведении бесплодных пар исключение гиперпролактинемического синдрома необходимо не только у женщин, но и в большинстве случаев и у мужчин.

Для выбора оптимальной тактики ведения необходимо проведение комплексного обследования, обязательным компонентом которого является лабораторная диагностика. Основные аспекты интерпретации результатов следующие:

1. Гиперпролактинемия – стойкое повышение уровня ПРЛ выше 25 нг/мл.
2. Интерпретация повышенного уровня ПРЛ должна начинаться с оценки степени повышения. Учитывать, что уровни ПРЛ 25–100 нг/мл могут быть не только при наличии пролактиномы, но и наличии физиологических факторов повышения, приеме препаратов.
3. Интерпретация повышенного уровня ПРЛ должна начинаться с исключения физиологических причин повышения. В случае их выявления обязательно необходимо повторное тестирование в условиях исключения стресса.
4. Мониторинг уровня ПРЛ во время беременности не проводится. Только оценка полей зрения, при необходимости контроль МРТ.
5. Помнить, что одной из самых распространенных причин повышения ПРЛ неопухолевого генеза является прием препаратов, повышающих уровень данного гормона. Это определяет необходимость тщательного сбора медикаментозного анамнеза. В случае выявления факта приема препарата, необходимо повторное тестирование в условиях отмены как минимум на 3 дня (если клинически возможно). В случаях невозможности отменить или перевести на препараты, которые не повышают уровень ПРЛ, для решения вопроса о генезе гиперпролактинемии (исключения опухолевого генеза) показано проведение МРТ головного мозга.
6. Учитывая, что к повышению уровня ПРЛ ведет целый ряд заболеваний, требующих специфического лечения, для принятия решения о тактике ведения необходимо обязательно исключить: патологию ЩЖ (гипотиреоз), требующей назначения заместительной терапии, патологию почек (хроническую почечную недостаточность), требующую не столько диализа, сколько трансплантацию почки, опухолевые образования другой локализации (соматотропинома в 50% случаев сопровождается пролактиномой), другие, более редкие заболевания. Для оценки объема образования провести МРТ головного мозга.
7. При наличии яркой клиники гиперпролактинемии (длительная олигоаменорея, галакторея, выраженные головные боли, нарушения со стороны полей зрения) и получении результатов ПРЛ в пределах нормы или незначительного повышения помнить о возможности получения ложноотрицательного результата вследствие лабораторного феномена – «hook- effect», когда получают нормальные уровни при наличии крайне высоких уровней ПРЛ в крови. Согласно руководству, в данных ситуациях необходимо тестирование уровня ПРЛ в пробах с разведением 1:100 для возможности получения истинного уровня гормона, определения объема терапии и контроля эффективности лечения.

Проведение данного комплекса обследования пациентов с подозрением на гиперпролактинемию позволит не только установить диагноз гиперпролактинемии, но и выявить причину для выбора оптимальной тактики ведения и лечения.

Перечень литературы находится в редакции.

Мишачі ембріони відкривають кальцієві механізми пластичності мозку

Олексій Болдирєв, науковий редактор порталу «Моя наука» my.science.ua

1. «Таламус» буквально перекладається з давньогрецької як «шлюбне ложе», «спальня». Цнотливі анатоми не захотіли перекладати його на українську, як це сталося з іншими мозковими структурами на кшталт «мозочок», «лушпина», «довгастий мозок», «мигдалина» тощо.
2. Moreno-Juan, V. et al. Prenatal thalamic waves regulate cortical areasize prior to sensory processing. Nat. Commun. 8, 14172 doi: 10.1038/ncomms14172 (2017).

В одному з попередніх номерів журналу «З турботою про Жінку» ми говорили про електричні явища та іонні канали, які створюють електричні струми в клітинах нашого тіла. Роль цих струмів важлива як для всіх типів клітин – від м’язових до сперматозоїдів, так і для всіх етапів нашого життя, від самого запліднення. Втім, ми тільки починаємо розуміти електричні події в клітинах на ембріональному етапі розвитку.

Коротко нагадаємо, що клітини людини та інших тварин являють собою електричні батарейки. На зовнішній поверхні клітини накопичений позитивний заряд, а всередині знаходиться негативний. За хімічним складом міжклітинна рідина схожа на води океану, з яких наші далекі предки вийшли на суходіл: там багато іонів натрію і хлору, трохи менше іонів кальцію. Всередині клітини підтримується висока концентрація іонів калію, а інші весь час відкачуються назовні. Особливо активно клітини прибирають зі своєї цитоплазми вільні іони кальцію: їх аж у 20 тисяч разів менше всередині клітини, аніж ззовні! Все це для того, щоб входження кальцію в клітинну через кальцієві іонні канали (спеціальні білки, здатні пропускати іони кальцію крізь мембрану) викликало миттєву сильну відповідь. «Зголоднілі» на безкальцієвій дієті кальцій-залежні білки цитоплазми тоді враз активуються та буквально перевертають внутрішній світ клітини догори дригом.

Кальцієвий сигнал викликає найрізноманітніші події в житті клітини, бо кальцій-чутливі білки задіяні в купі різних процесів. Ми вже знаємо, що в сперматозоїдах такі білки при вході кальцію посилюють биття хвоста, роблячи його асиметричним і сильним.

А ось у м'язах іон кальцію дозволяє зняти запобіжник тропонін та звільнити нитку актину для взаємодії з ниткою міозину – і таким чином призводить до скорочення. У нервових клітинах іони кальцію можуть виконувати цілий ансамбль ролей: регулювати частоту та силу нервового імпульсу, викликати вивільнення пухирців-везикул з мембранними білками чи нейромедіаторами, запускати ріст клітинних відростків тощо.

Рух іонів кальцію по клітині відбувається у вигляді цілої хвилі, яка розповсюджується від того місця, де відкрилися ворота кальцієвих каналів. Біофізики навчилися підглядати за кальцієвою хвилею за допомогою спеціальних барвників. Це зазвичай молекули, які починають світитися (флуоресціювати) при зв'язуванні з іонами кальцію. Інші молекули підгледіли в природі. Наприклад, у медузи екворея Вікторія було знайдено білок, що починає випромінювати зелене світло при взаємодії з кальцієм, екворин. Такі сигнальні молекули називають «кальцієвими зондами». Коли в клітині концентрація кальцію низька, збудження її синім чи ультрафіолетовим світлом не дає жодної реакції. Але як тільки іони кальцію входять до клітини через іонні канали, то молекули зондів захоплюють їх та починають світитися зеленим чи жовтим.

Кальцієві хвилі постійно виникають у нейронах мозку людини. Вони рухаються від відростків нервових клітин до тіла нервової клітини, далі по інших відростках. До інших нейронів кальцієва хвиля дістатися не може – вони надійно відокремлені один від одного мембранами та міжклітинною речовиною.

Але це – у дорослому організмі. Ембріональні нервові клітини з’єднані між собою за допомогою особливих структур – щілинних контактів. По суті, це трубки, утворені білками конексинами. Конексини мають шлюзи, які здатні відкриватися та пропускати речовини з однієї клітини до іншої. На відміну від уже знайомих нам іонних каналів, через них проходять не лише іони, але й більші молекули: амінокислоти, цукри, невеликі білки й РНК. Ясно, що іону кальцію переїхати за допомогою щілинного контакту до сусідньої клітини – дуже просто. Тому кальцієві хвилі в ембріональному мозку розповсюджуються по тисячах і мільйонах клітин дуже швидко.

А чим займається ембріональний мозок ссавців? Ясна справа, росте та готується приймати та обробляти інформацію з навколишнього світу в новому, постнатальному житті. Головний мозок дорослої людини процесує сигнали від органів чуття таким чином. Від рецепторних клітин, скажімо, сітківки ока, електрохімічний сигнал надходить до нейронів сітківки, які після первинної обробки в самій сітківці за допомогою своїх відростків у зоровому нерві передають нервові імпульси до сенсорних ядер таламусу¹. У таламусі прийомом зорової інформації займається бічне колінчасте ядро, відростки нейронів якого спрямовані до зорової кори.

Цікаво, що у ссавців нейрони таламусу, які відповідають за передачу певного відчуття, чітко відомі та обмежені специфічним ядром, тоді як відповідна зона чутливої кори може бути визначена лише приблизно та сильно відрізняється у тварин одного виду чи різних людей. Відмінності з часом можуть з'являтися навіть у людини в постнатальному періоді. До прикладу, чим більше людина займається музикою, як кажуть, розвиває слух, тим більшу площу кори займає саме слухова кора.

Як же це регулюється на молекулярному й клітинному рівні? В ембріогенезі зв'язки між сітківкою й таламусом, а звідти – до кори – встановлюються за генетичною програмою. Гени, які відповідають за нейрогенез, по-різному експресуються в різних частинах мозку, який розвивається, створюючи градієнти факторів росту та диференціації клітин. Але далі кількість нейронів, які будуть брати участь в обробці отриманої інформації в корі, сильно залежить від умов, у яких розвивається організм.

Так, відомо, що активне сприйняття сигналів через певний орган чуття збільшує активність усіх ланок передачі нервових імпульсів та залучає більше нейронів у корі до обробки саме цього типу сигналів. Це виходить за принципом позитивного зворотного зв'язку: чим частіше йдуть електричні імпульси по аксонах нейронів таламусу, тим потужніше стають контакти з нейронами кори, утворюються нові відгалуження, які контактують з усе новими нервовими клітинами. Сенсорна депривація ж навпаки, призводить до зменшення площі первинної чутливої кори – нетреновані, непотрібні закінчення хиріють та навіть відмирають.

Але й при відсутності зовнішніх сигналів рецепторні клітини генерують спонтанні електричні потенціали, які впливають на весь ланцюжок передачі та знов-таки стимулюють чутливу кору. Якщо перерізати цей ланцюг, відокремити рецептори від мозку, площа чутливої кори зменшується.

Добре відомо також, що у сліпих людей поліпшується слух та дотик, а в сліпо-глухих ще більше загострюється відчуття дотику: вони буквально «бачать» кінчиками пальців. Аналіз роботи мозку таких осіб демонструє, що в них зменшується площа кори, яка відповідає за втрачені відчуття, зате збільшуються ділянки, що відповідають за робочі, неушкоджені органи чуття. Причому чим раніше в житті людини сталася травма, тим активніше відбувається компенсація. А людей із вродженими вадами розвитку тієї чи іншої сенсорної системи заміщення відчуттів досягає апогею – достатньо згадати персонажа повісті Володимира Короленка «Сліпий музикант». Якщо ми точно знаємо, як передається сигнал по вертикалі – від рецептора до чутливої кори, то горизонтальні зв'язки між нервовими аналізаторами різних відчуттів нам невідомі. Тобто не були відомі до лютого 2017 року, коли в журналі Nature Communications було опубліковано результати роботи міжнародної групи ембріологів, нейрофізіологів, біофізиків Veronica Moreno-Juan, Anton Filipchuk, Noelia Anton-Bolanos та ще півтора десятка авторів².

Що ж зробили ці дослідники? Їм було цікаво, як же відбувається компенсаторне збільшення зон чутливої кори органів чуття, які не були ушкоджені, при втраті одного з аналізаторів. Вони вирішили поставити критичний експеримент на мишах, щоб виявити, де саме, на рівні кори чи на рівні таламусу, відбуваються такі зміни.

Щоб виключити будь-яку сенсорну адаптацію на рівні самих органів чуття, вони обрали пошкодження зору на ембріональному етапі розвитку, де ні про яку участь рецепторів мова не йде – бо очі в мишей не бачать не тільки до народження, але й перші декілька днів після нього. Зачатки очей були видалені в ембріонів на 15-й день розвитку, коли аксони нейронів сітківки ще не проросли до бічного колінчастого ядра таламуса. Сліпі миші, які народилися після такої операції, мали приблизно на третину зменшену площу зорової кори, та майже на 40% менше нервових клітин у відповідному ядрі таламусу. Зате їхня соматосенсорна кора – яка сприймає сигнали, що створюють відчуття дотику – зросла майже на 14%.

Цікаво, що жодних змін у задньоприсередньому вентральному ядрі таламусу, через яке проходить сомато-сенсорні сигнали, не відбулося. Нічого не змінилося також в слуховій системі мишей: ані присереднє колінчасте ядро таламусу, ані слухова кора не відрізнялися від контрольних тварин.

Також уважний читач може спитати: а як же з тими сліпими людьми, в яких поліпшується відчуття слуху?

Справа в тому, що в мишей інша ієрархія відчуттів, аніж у людини. Ми сприймаємо понад 80% інформації про світ саме завдяки зору, на другому місці за важливістю для нас слух.

Миші ж, як нічні тварини, основну інформацію отримують завдяки нюху та слуху. Достатньо важливим для них є відчуття дотику – спеціальні потовщені волоски на морді багатьох ссавців, вібриси, виконують ту ж функцію, що й кінчики пальців для людей.

Лише останнім за важливістю для мишей іде зір. Тому втрата його, з одного боку, ймовірно, є не дуже критичною, а з іншого – заміщується тим відчуттям, яке є не таким досконалим, як слух.

Повертаючись до експерименту, автори мали підтвердити, що зміни дотикового аналізатора в сліпих мишей відбулися на рівні зв'язку таламус-кора, а не раніше, на рівні зв'язку рецептор-таламус. Для цього одразу після народження в мишенят видаляли вібриси. Проте жодних змін у соматосенсорній корі не відбувалося, її площа від того не зменшувалася. Отже вся справа таки в подіях у таламусі.

Як же спілкуються різні ядра таламусу? Виявилось, що за допомогою кальцієвих хвиль, про які ми говорили на початку статті. Ритмічні пульсації входу іонів кальцію в клітини таламусу були зафіксовані між 15-м днем ембріогенезу та другим днем постнатального розвитку. Кальцієві хвилі з'являлися спонтанно, приблизно кожні 5 хвилин та захоплювали якраз ті ядра, які задіяні в передачі зорової, слухової та дотикової інформації. Візуалізацію кальцієвих хвиль у цьому дослідженні за допомогою кальцій-чутливих флуоресцентних зондів і конфокального мікроскопа робив біофізик Антон Філіпчук, родом з українського Дніпра, який зараз працює в Іспанії. Щоб довести, що саме кальцієві хвилі у таламусі, які передаються через білки міжклітинних контактів конексини, відповідають за подальші зміни в чутливій корі, дослідники заблокували ці контакти. У мишей з неробочими конексинами не утворювалися кальцієві хвилі та жодних змін у соматосенсорній корі не сталося.

Надалі було знайдено й ген, робота якого посилюється у задньоприсередньому вентральному ядрі таламусу внаслідок входження кальцію до нейронів. Як ми вже згадували, іон кальцію може діяти як месенджер, внутрішньоклітинний поштар. Взаємодіючи з кальцій-зв'язувальними білками, кальцієва хвиля запускає каскад хімічних реакцій, найчастіше пов'язаних з фосфорилюванням одних білків інших. Такі ланцюгові реакції фосфорилювання можуть тривати десятки циклів, де попередній білок за допомогою додавання фосфатного залишку активує наступний.

В кінці такої ланцюгової реакції зазвичай знаходиться іонний канал, який перетворює хімічний сигнал на електричний, або фактор транскрипції – білок, який посилює чи припиняє роботу певного гену. Транскрипційний фактор заходить у ядро, сідає на певний ген та впливає на зчитування з нього матричної РНК. У випадку сліпих мишей у таламусі кальцієві хвилі призводили до збільшення синтезу ядерного білка RORb, який вочевидь впливає на активацію багатьох генів. На які саме гени він діє, поки невідомо, але цей білок призводить до активного галуження аксону таламічних нейронів, що в свою чергу, веде до розширення області кори, куди ці нейрони надсилають інформацію від органів чуття.

Таким чином, завдяки цим неймовірно складним і вартісним експериментам ми тепер розуміємо, за допомогою яких механізмів відбувається адаптація мозку до втрати певного органа чуття. Виявилося, що шляхи до перебудови функції кори починаються з таламусу.

Потрібні подальші дослідження, які зможуть прояснити всі деталі цих шляхів. А тоді ми зможемо дати насправді якісну допомогу сліпим і глухим людям, примусивши їхній мозок самостійно компенсувати втрачене та полегшувати його носію життя.

Стволовые клетки и биоинженерия

Пока у больного есть дыхание, говорят, есть и надежда.

Цицерон

Помню первые мобильные телефоны – огромные, тяжелые и уродливые трубки… Сегодня мы выбираем смартфоны по вкусу и цвету… Нечто подобное происходит сейчас и в тканевой биоинженерии. Первый шаг в этом направлении тоже напоминает прародителя сотовых телефонов – мышка, под кожей спины которой растет человеческая ушная раковина. Тогда лабораторное животное было использовано как естественный «биореактор», который давал возможность стволовым клеткам приживаться и дифференцироваться на искусственном биополимерном каркасе (рис. 1)…

Сегодня уже начаты эксперименты по изготовлению органов с помощью технологии 3D-печати – удалось создать почку, сердце и даже глаз. В хирургии и травматологии разрабатываются методики печати протезов на 3D-принтере, создающем сверхточную модель бедра, колена, локтя. «Чернилами» для такой печати служат стволовые клетки. Недалеко то время, когда у нас появится возможность ремонтировать себя бесконечное количество раз (рис. 2)…

Конечно, пока такие разработки находятся на стадии эксперимента, но труд десятков тысяч ученых всего мира не может не дать позитивных результатов, причем уже в обозримом будущем. Тема тканевой инженерии огромна, поэтому мы поговорим лишь о реперных точках, определяющих развитие регенеративной медицины на новом уровне.

Начнем с репродукции человека. Нет, это не репродуктивное клонирование, а разработка новых технологий, позволяющих бесплодному мужчине стать биологическим отцом, а женщине – матерью.

Сперма

Карим Найерния из университета Ньюкасла разработал технологию создания полноценных сперматозоидов из стволовых клеток кожи и костного мозга. В 2006 году в его лаборатории с помощью этого метода родились первые мышата.

Яичники

Группа Терезы Вудрафф в Институте исследования женского здоровья создала на 3D-принтере «биопротезный яичник»: специалисты разработали специальный каркас из гидрогеля, в котором были сделаны небольшие отверстия для размещения фолликулов, а также структуры, стимулирующие рост кровеносных сосудов. Затем такие яичники были засеяны фолликулами и трансплантированы самкам мышей, собственные яичники которых были удалены. После спаривания эти подопытные мыши принесли полноценное потомство.

Кровь

Не меньшее внимание уделяется и проблемам крови. В 2012 году специалисты из Гарвардского университета (Бостон, США) разработали способ превращения стволовых клеток в заготовки клеток крови. По словам руководителя исследовательской группы Райохиши Сугимура, эта технология поможет тем, кто нуждается в срочном переливании крови редких групп.

Кожа

Французским ученым на основе технологий тканевой биоинженерии удалось вырастить из стволовых клеток человеческую кожу, необходимую при лечении пострадавших от ожогов. Группу ученых возглавляет Марк Песшански, директор французского Института исследования стволовых клеток. Коллектив под его руководством разработал технологию на основе первоначального получения из стволовых клеток кератиноцитов. Затем на их основе выращивается полноценная кожа, имеющая роговой слой. Как показали проведенные опыты, такая искусственно выращенная кожа человека полностью соответствует по своим характеристикам его естественной коже. На завершающей части исследования, проведенного совместно с испанскими учеными, была отработана методика пересадки искусственной кожи.

Мышцы

Группа профессора Брэдли Олвина трансплантировала стволовые клетки-предшественницы мышечной ткани мышке-реципиенту, у которой были повреждены мышцы конечностей. Результаты исследования показали, что мышечные стволовые клетки не только восстанавливают поврежденную мышцу, но и удваивают ее массу. Результаты сохраняются в течение всей жизни мыши-реципиента. «Мы ожидали, что стволовые клетки после трансплантации увеличат свою популяцию, восстановят поврежденную мышечную ткань, а затем погибнут. Но наши предположения не оправдались» – комментирует эксперимент профессор Олвин. – «Введенные стволовые клетки постоянно делились, снижая скорость старения мышцы после трансплантации, а также сохраняли мышечную силу и массу. До оценки результатов эксперимента мы считали, что увеличенная мышечная масса поврежденной конечности мыши-реципиента вернется к первоначальным значениям в течение нескольких месяцев. Вместо этого мышечная масса поврежденной конечности увеличилась на 50%, а ее объем возрос на 170%. Эти изменения сохранились до конца жизни мыши-реципиента, продолжавшейся около двух лет».

Кости

Компания Epi Bone разработала новую технологию трансплантации костей – их выращивают из стволовых клеток самого пациента. Cначала проводят компьютерную томографию поврежденного участка для вычисления и конструирования персонализированного трехмерного каркаса, а затем берут у больного образец жировой ткани, откуда извлекают стволовые клетки и внедряют их в уже сделанный каркас. После чего матрица, заселенная клетками, помещается в биореактор.

Через три недели формируется живая человеческая кость, имеющая размеры и форму, необходимые для пациента.

Тимус

Исследователи из университета Эдинбурга непосредственно в организме подопытной мыши вырастили тимус. Это центральный орган иммунной системы, расположенный за грудиной, в котором созревают T-клетки иммунной системы. У эмбриона мыши были взяты фибробласты – клетки соединительной ткани. С помощью генной инженерии они были перепрограммированы в клетки тимуса и вместе с другими ключевыми клетками этого органа пересажены мыши. Из этих клеток вырос полностью идентичный настоящему и функционирующий тимус.

Создание перечисленных выше тканей особых трудностей не вызывает, и часть из этих технологий перешагнула этап эксперимента и применяется в клинике уже сегодня. Гораздо сложнее создать орган, полностью воспроизведя при этом все его клеточное многообразие, а самое главное – его функции. В этом направлении разрабатывается несколько биотехнологических подходов.

Для начала вернемся к мышке с человеческим «ухом». Соавтор этой технологии Линда Гриффит — профессор биоинженерии и механической инженерии Масачуссетского технологического института (в 2006 году получила стипендию Мак-Артура – «грант для гениев») – сегодня развивает технологии культивации 3D-культур клеток печени в биореакторе, а также участвует в проекте «Человек на чипе».

Еще один соавтор «ушной технологии» Чарльз Ваканти — профессор медицинской школы Гарварда – вырастил первую искусственную кость нужной анатомической формы для пациента с травмой большого пальца.

Технологии, разработанные Линдой Гриффит и Чарльзом Ваканти, сейчас применяются для создания искусственных органов со сложной структурой. Сначала формируется каркас из биодеградирующего полимера, который затем заселяется клетками. После распада каркаса остаются только клетки, сохраняющие его форму. Это своего рода попытка симулировать работу гомеобокс-генов, отвечающих за формообразование органов в период внутриутробного развития.

Второй подход заключается в использовании вместо биополимера соединительнотканного матрикса органа. Клетки донорского органа уничтожаются, а полученный матрикс заселяют клетками реципиента. Заселение каркаса должно происходить в условиях, максимально приближенных к условиям внутри организма – с оптимальной температурой и снабжением питательными веществами всех его частей.

Такие технологии успешно разрабатываются в Краснодарском Международном научно-исследовательском клинико-образовательном центре регенеративной медицины под руководством профессора Елены Губаревой. Центр проводит исследования, направленные на изучение регенерации внутригрудных органов и тканей. Ученые уже успешно пересаживают лабораторным животным органы планарной (плоской) пространственной организации, типа диафрагмы, созданные в биореакторе.

Кроме того, получены бесклеточные каркасы сердца и легких, причем, без разрушения внеклеточного матрикса. Процесс децеллюляризации происходит в биореакторе под воздействием ферментов и растворов детергентов различной концентрации. Они разрушают клеточную мембрану, и остаются только компоненты внеклеточного матрикса. В итоге орган при сохранении трехмерной формы, становится полностью бесклеточным и состоит из коллагенов, эластина, фибронектина и других компонентов внеклеточного матрикса, который затем заселяется клетками реципиента (рис. 3).

Испанские ученые представили новый метод создания искусственных органов для трансплантации с использованием матриц от органов животного происхождения, то есть ксенотрансплантации, который позволит значительно снизить риск отторжения пересаженного органа. Метод заключается в очистке от клеток животного пересаживаемых органов с последующей заселением оставшегося внеклеточного матрикса стволовыми клетками пациента. Франсиско Фернандес-Авилес, главный кардиолог больницы Грегорио Мараньона в Мадриде, считает это новым этапом в развитии ксенотрансплантации.

Наши знания в области тканевой биоинженерии накапливаются и постепенно переходят в умение… В 2008 году были опубликованы результаты работы по воспроизведению первых этапов развития человеческого мозга. В 2011 году японские исследователи получили зачатки гипофиза и глазных бокалов. Пока речь идет только о выращивании мини-органоидов, потому что дальнейшие этапы их развития требуют сложного трехмерного окружения, которое, в свою очередь, тоже должно развиваться с ростом органа. В последующие годы ученым разных групп удалось получить мини-органоиды кишечника, желудка и почек.

Последнее достижение в этой области – органоиды сердца – принадлежит известному специалисту по созданию искусственных органов Энтони Атала – директору института регенеративной медицины Уэйк Форрест, который разработал технологии получения из стволовых клеток пациентов мочевого пузыря, уретры и влагалища. Сейчас во всем мире живут десятки людей с такими искусственными органами.

В 2005–2009 годах четырем девочкам с редкими патологиями, при которых половая система развивается неправильно, были пересажены искусственные влагалища. В 2014 году подросшие пациентки смогли жить нормальной половой жизнью. Уретру (мочеиспускательный канал) вживили пяти мальчикам, и операции также прошли успешно, без осложнений.

Кроме того, был разработан метод 3D-печати прототипа искусственной почки. Искусственная почка имела правильную форму, однако внутренняя структура прототипа даже близко не приближалась к сложности настоящего органа, которая совершенно необходима, чтобы почка выполняла свою функцию. Тем не менее, именно метод биопечати со временем позволит получать необходимые биологические микроструктуры органов.

Это направление активно развивает еще один знаменитый биоинженер – Габор Форгач. Под его руководством был создан первый коммерческий 3D-биопринтер, на котором уже напечатаны образцы многих тканей. Этот прибор под названием «Organovo» удалось создать в 2009 году. А уже в 2010 году на первом биопринтере напечатали человеческий сосуд, причем без каких-либо дополнительных каркасов. Чтобы сделать из клеток аналог чернил принтера, их помещают в специальный гель, который не позволяет стволовым клеткам «слипаться» раньше времени. Принтер печатает, как правило, не единичными клетками, а их шарообразными скоплениями – сфероидами (хотя метод позволяет использовать для печати иотдельные клетки, что необходимо для некоторых структур). Каждый напечатанный слой клеток отделяют слоем геля, а уже готовый орган отправляют дозревать в биореактор. При этом гель, использованный для печати, растворяется, а внутри органа развивается его сосудистая сеть. 3D-биопечать продолжает развиваться во всем мире: в том же 2010 году впервые удалось напечатать фрагмент кожи, а в 2014 – сердечный клапан и фрагмент ткани печени. Среди последних достижений следует отметить создание на биопринтере нервной ткани человека с точно позиционированными нейронами, что удалось сделать группе ученых под руководством австралийского биоинженера Гордона Уэлласа (это и есть тот самый случай, когда необходимо печатать ткань отдельными клетками, а не сфероидами).

И еще одно направление биоинженерии – органы на чипах. Его развивает Дональд Ингбер – автор идеи «органа на чипе» – простейшей клеточной системы, расположенной на пластинке стандартного размера и воспроизводящей основные функции моделируемого органа. Дональд Ингбер создал множество органов на чипах, и сейчас работает над объединением десяти таких органов в «человека на чипе». Орган на чипе представляет собой пластину с ячейками, заселенными клетками разных видов. Ячейки соединяются каналами, имитирующими кровоток или обмен тканевой жидкости между группами клеток «органа». Такое устройство в максимально компактной и контролируемой форме моделирует саму суть работы органа. На чипах уже удалось воспроизвести работу легких, почек, печени, кишечника с его микробиомом и перистальтикой, а также гематоэнцефалического барьера и гематопоэтической ниши костного мозга. Сейчас исследователи работают над созданием «человека на чипе» – то есть системы из всех жизненно важных органов, которая позволит изучить транспорт веществ в организме, а также влияние органов друг на друга.

Не остаются без внимания и проблемы косметологии. Группа ученых под руководством Такаси Цудзи из Научного университета Токио использовала стволовые клетки для создания волосяных фолликулов. Они вырастили «зародыши» волосяных луковиц, которые можно вживить в кожу. Биотехнологи использовали взрослые стволовые клетки, извлеченные из здоровых волосяных луковиц пациента, что исключает возможность развития реакции отторжения трансплантата.

Очевидно, что главная проблема тканевой и органной инженерии, которую еще предстоит решить, это создание высокоспециализированных клеток, упакованных биопринтером в оптимальную для функции органа пространственную структуру. Небольшой вклад в это общее дело вносит и наша лаборатория. Используя стволовые клетки из разных источников (табл. 1), мы пытаемся сделать их высокоспециализированными (табл. 2), применяя технологии направленной дифференцировки…