1
00:00:05,869 --> 00:00:09,741
Можно ли вырастить кость 
вне человеческого тела?


2
00:00:09,741 --> 00:00:11,929
Скоро мы сможем дать
положительный ответ,

3
00:00:11,929 --> 00:00:15,057
но прежде чем мы поймём,
как это возможно,

4
00:00:15,057 --> 00:00:19,139
посмотрим, как кости растут
внутри тела.

5
00:00:19,139 --> 00:00:23,786
У эмбриона большинство костей вначале
являются мягкими, гибкими хрящами.

6
00:00:23,786 --> 00:00:27,654
Костеобразующие клетки
заменяют хрящевую ткань губчатой,

7
00:00:27,654 --> 00:00:30,688
насыщенной минералами сеткой,
состоящей из кальция и фосфатов.

8
00:00:30,688 --> 00:00:33,625
Эта сетка становится твёрже,
по мере того как остеобласты,

9
00:00:33,625 --> 00:00:35,612
специальные костеобразующие клетки,

10
00:00:35,612 --> 00:00:38,915
откладывают больше минералов,
придавая костям прочность.

11
00:00:38,915 --> 00:00:41,852
Сама сетка не состоит из живых клеток,

12
00:00:41,852 --> 00:00:44,684
но по специальным каналам
и отверстиям в ней растут сети

13
00:00:44,684 --> 00:00:47,355
кровеносных сосудов, нервов
и других живых тканей.

14
00:00:47,355 --> 00:00:49,383
И по мере развития организма

15
00:00:49,383 --> 00:00:52,257
огромное количество остеобластов
усиливают скелет,

16
00:00:52,257 --> 00:00:54,959
который защищает наши органы,
позволяет нам двигаться,

17
00:00:54,959 --> 00:00:57,175
вырабатывает кровяные клетки 
и не только.

18
00:00:57,175 --> 00:00:59,538
Но первоначального процесса построения


19
00:00:59,538 --> 00:01:02,698
недостаточно, чтобы сделать кости
сильными и функциональными.

20
00:01:02,698 --> 00:01:04,774
Если взять выстроенную
таким образом кость,

21
00:01:04,774 --> 00:01:06,613
прикрепить к ней мускулы

22
00:01:06,613 --> 00:01:09,034
и попытаться поднять
с её помощью большой вес,

23
00:01:09,034 --> 00:01:12,563
кость, скорее всего,
сломается под нагрузкой.

24
00:01:12,563 --> 00:01:14,683
С нами этого, как правило,
не происходит,

25
00:01:14,683 --> 00:01:17,122
потому что наши клетки
постоянно усиливают

26
00:01:17,122 --> 00:01:19,534
и надстраивают кости
по мере их использования.

27
00:01:19,534 --> 00:01:23,095
Этот принцип называется
законом Вольффа.

28
00:01:23,095 --> 00:01:26,194
Однако костные ткани —
ограниченный ресурс,

29
00:01:26,194 --> 00:01:28,374
и эта новая, усиливающая кость

30
00:01:28,374 --> 00:01:32,035
может быть надстроена, только если
на неё хватает материалов.

31
00:01:32,035 --> 00:01:35,691
К счастью, помимо
остеобластов, строителей,

32
00:01:35,691 --> 00:01:39,987
у нас есть и остеокласты, переработчики.

33
00:01:39,987 --> 00:01:44,299
Остеокласты кислотами и энзимами
расщепляют ненужную минеральную ткань,

34
00:01:44,299 --> 00:01:47,942
чтобы остеобласты могли впоследствии
использовать этот материал.

35
00:01:47,942 --> 00:01:52,333
Одна из основных причин, почему астронавты
должны постоянно упражняться на орбите, —

36
00:01:52,333 --> 00:01:56,477
это недостаток нагрузки на скелет
в отсутствии гравитации.

37
00:01:56,477 --> 00:01:58,747
Согласно закону Вольффа,

38
00:01:58,747 --> 00:02:02,284
в таких условиях остеокласты
активнее остеобластов,

39
00:02:02,284 --> 00:02:05,808
что приводит к потере
прочности и костной массы.

40
00:02:05,808 --> 00:02:09,263
Когда кости всё же ломаются,
у вашего тела есть чудесная способность

41
00:02:09,263 --> 00:02:13,664
восстановить повреждённую кость так,
будто перелома никогда и не было.

42
00:02:13,664 --> 00:02:16,515
Иногда, к примеру, после
удаления раковых опухолей,

43
00:02:16,515 --> 00:02:17,753
после травм

44
00:02:17,753 --> 00:02:22,982
или из-за генетических дефектов,
тело не справляется с восстановлением.

45
00:02:22,982 --> 00:02:27,490
Нам известны различные способы решения
этой проблемы: замена кости металлом,

46
00:02:27,490 --> 00:02:28,648
костями животных

47
00:02:28,648 --> 00:02:31,350
или частями костей от людей-доноров,

48
00:02:31,350 --> 00:02:33,558
но всё это может привести к инфекции

49
00:02:33,558 --> 00:02:37,353
или вызвать отторжение
у иммунной системы,

50
00:02:37,353 --> 00:02:41,251
и такие протезы не могут выполнять
большинство функций здоровых костей.

51
00:02:41,251 --> 00:02:46,269
Идеальным решением будет вырастить кость
из собственных клеток пациента

52
00:02:46,269 --> 00:02:49,430
и точно подогнать её по форме
под отсутствующую часть кости.

53
00:02:49,430 --> 00:02:52,978
Именно это и пытаются сделать
учёные в данный момент.

54
00:02:54,078 --> 00:02:55,703
Вот как это работает.

55
00:02:55,703 --> 00:02:59,773
Сначала врачи извлекают стволовые клетки
из жировой ткани пациента

56
00:02:59,773 --> 00:03:05,008
и делают КТ-сканирование, чтобы определить
точные размеры отсутствующей кости.

57
00:03:05,008 --> 00:03:07,483
Затем моделируют точную форму кости:

58
00:03:07,483 --> 00:03:08,918
либо с помощью 3D-принтера,

59
00:03:08,918 --> 00:03:11,687
либо вырезают из децеллюляризованной
коровьей кости.

60
00:03:11,687 --> 00:03:14,803
Это кости, из которых
убрали все живые клетки,

61
00:03:14,803 --> 00:03:17,779
оставив лишь губчатую
минеральную сетку.

62
00:03:17,779 --> 00:03:20,994
Затем в минеральную сетку добавляют
стволовые клетки пациента


63
00:03:20,994 --> 00:03:22,889
и помещают её в биореактор —

64
00:03:22,889 --> 00:03:27,226
устройство, имитирующее все условия,
имеющиеся внутри организма.

65
00:03:27,606 --> 00:03:31,017
Температура, влажность, кислотность
и состав питательных веществ

66
00:03:31,017 --> 00:03:34,228
должны быть идеальными,
чтобы стволовые клетки превратились

67
00:03:34,228 --> 00:03:36,637
в остеобласты и другие клетки,

68
00:03:36,637 --> 00:03:38,729
заселили минеральную сетку

69
00:03:38,729 --> 00:03:41,593
и перестроили её в живую ткань.

70
00:03:41,593 --> 00:03:43,425
Но кое-чего здесь не хватает.

71
00:03:43,425 --> 00:03:45,102
Помните закон Волльфа?

72
00:03:45,102 --> 00:03:48,140
Искусственная кость должна
испытывать реальную нагрузку,

73
00:03:48,140 --> 00:03:50,863
иначе она получится слабой и хрупкой,

74
00:03:50,863 --> 00:03:54,505
поэтому биореактор постоянно качает
жидкость вокруг кости,

75
00:03:54,505 --> 00:03:59,196
и давление велит остеобластам
наращивать плотность кости.

76
00:03:59,196 --> 00:04:01,913
Сложите всё это вместе —
и в течение трёх недель

77
00:04:01,913 --> 00:04:04,790
живая кость готова
к выходу из биореактора

78
00:04:04,790 --> 00:04:07,848
и имплантации в тело пациента.

79
00:04:07,848 --> 00:04:11,330
Пока точно не известно, будет ли
этот метод работать для людей.

80
00:04:11,330 --> 00:04:15,182
Выращенные в лаборатории кости уже были
успешно имплантированы свиньям

81
00:04:15,182 --> 00:04:16,637
и другим животным,

82
00:04:16,637 --> 00:04:21,147
а испытания на человеке могут
начаться уже в 2016 году.