WEBVTT

00:00:05.869 --> 00:00:09.741
Можно ли вырастить кость 
вне человеческого тела?


00:00:09.741 --> 00:00:11.929
Скоро мы сможем дать
положительный ответ,

00:00:11.929 --> 00:00:15.057
но прежде чем мы поймём,
как это возможно,

NOTE Paragraph

00:00:15.057 --> 00:00:19.139
посмотрим, как кости растут
внутри тела.

00:00:19.139 --> 00:00:23.786
У эмбриона большинство костей вначале
являются мягкими, гибкими хрящами.

00:00:23.786 --> 00:00:27.654
Костеобразующие клетки
заменяют хрящевую ткань губчатой,

00:00:27.654 --> 00:00:30.688
насыщенной минералами сеткой,
состоящей из кальция и фосфатов.

00:00:30.688 --> 00:00:33.625
Эта сетка становится твёрже,
по мере того как остеобласты,

00:00:33.625 --> 00:00:35.612
специальные костеобразующие клетки,

00:00:35.612 --> 00:00:38.915
откладывают больше минералов,
придавая костям прочность.

00:00:38.915 --> 00:00:41.852
Сама сетка не состоит из живых клеток,

00:00:41.852 --> 00:00:44.684
но по специальным каналам
и отверстиям в ней растут сети

00:00:44.684 --> 00:00:47.355
кровеносных сосудов, нервов
и других живых тканей.

00:00:47.355 --> 00:00:49.383
И по мере развития организма

00:00:49.383 --> 00:00:52.257
огромное количество остеобластов
усиливают скелет,

00:00:52.257 --> 00:00:54.959
который защищает наши органы,
позволяет нам двигаться,

00:00:54.959 --> 00:00:57.175
вырабатывает кровяные клетки 
и не только.

00:00:57.175 --> 00:00:59.538
Но первоначального процесса построения


00:00:59.538 --> 00:01:02.698
недостаточно, чтобы сделать кости
сильными и функциональными.

00:01:02.698 --> 00:01:04.774
Если взять выстроенную
таким образом кость,

00:01:04.774 --> 00:01:06.613
прикрепить к ней мускулы

00:01:06.613 --> 00:01:09.034
и попытаться поднять
с её помощью большой вес,

00:01:09.034 --> 00:01:12.563
кость, скорее всего,
сломается под нагрузкой.

00:01:12.563 --> 00:01:14.683
С нами этого, как правило,
не происходит,

00:01:14.683 --> 00:01:17.122
потому что наши клетки
постоянно усиливают

00:01:17.122 --> 00:01:19.534
и надстраивают кости
по мере их использования.

00:01:19.534 --> 00:01:23.095
Этот принцип называется
законом Вольффа.

00:01:23.095 --> 00:01:26.194
Однако костные ткани —
ограниченный ресурс,

00:01:26.194 --> 00:01:28.374
и эта новая, усиливающая кость

00:01:28.374 --> 00:01:32.035
может быть надстроена, только если
на неё хватает материалов.

00:01:32.035 --> 00:01:35.691
К счастью, помимо
остеобластов, строителей,

00:01:35.691 --> 00:01:39.987
у нас есть и остеокласты, переработчики.

00:01:39.987 --> 00:01:44.299
Остеокласты кислотами и энзимами
расщепляют ненужную минеральную ткань,

00:01:44.299 --> 00:01:47.942
чтобы остеобласты могли впоследствии
использовать этот материал.

00:01:47.942 --> 00:01:52.333
Одна из основных причин, почему астронавты
должны постоянно упражняться на орбите, —

00:01:52.333 --> 00:01:56.477
это недостаток нагрузки на скелет
в отсутствии гравитации.

00:01:56.477 --> 00:01:58.747
Согласно закону Вольффа,

00:01:58.747 --> 00:02:02.284
в таких условиях остеокласты
активнее остеобластов,

00:02:02.284 --> 00:02:05.808
что приводит к потере
прочности и костной массы.

00:02:05.808 --> 00:02:09.263
Когда кости всё же ломаются,
у вашего тела есть чудесная способность

00:02:09.263 --> 00:02:13.664
восстановить повреждённую кость так,
будто перелома никогда и не было.

00:02:13.664 --> 00:02:16.515
Иногда, к примеру, после
удаления раковых опухолей,

00:02:16.515 --> 00:02:17.753
после травм

00:02:17.753 --> 00:02:22.982
или из-за генетических дефектов,
тело не справляется с восстановлением.

00:02:22.982 --> 00:02:27.490
Нам известны различные способы решения
этой проблемы: замена кости металлом,

00:02:27.490 --> 00:02:28.648
костями животных

00:02:28.648 --> 00:02:31.350
или частями костей от людей-доноров,

00:02:31.350 --> 00:02:33.558
но всё это может привести к инфекции

00:02:33.558 --> 00:02:37.353
или вызвать отторжение
у иммунной системы,

00:02:37.353 --> 00:02:41.251
и такие протезы не могут выполнять
большинство функций здоровых костей.

00:02:41.251 --> 00:02:46.269
Идеальным решением будет вырастить кость
из собственных клеток пациента

00:02:46.269 --> 00:02:49.430
и точно подогнать её по форме
под отсутствующую часть кости.

00:02:49.430 --> 00:02:52.978
Именно это и пытаются сделать
учёные в данный момент.

00:02:54.078 --> 00:02:55.703
Вот как это работает.

00:02:55.703 --> 00:02:59.773
Сначала врачи извлекают стволовые клетки
из жировой ткани пациента

00:02:59.773 --> 00:03:05.008
и делают КТ-сканирование, чтобы определить
точные размеры отсутствующей кости.

00:03:05.008 --> 00:03:07.483
Затем моделируют точную форму кости:

00:03:07.483 --> 00:03:08.918
либо с помощью 3D-принтера,

00:03:08.918 --> 00:03:11.687
либо вырезают из децеллюляризованной
коровьей кости.

00:03:11.687 --> 00:03:14.803
Это кости, из которых
убрали все живые клетки,

00:03:14.803 --> 00:03:17.779
оставив лишь губчатую
минеральную сетку.

00:03:17.779 --> 00:03:20.994
Затем в минеральную сетку добавляют
стволовые клетки пациента


00:03:20.994 --> 00:03:22.889
и помещают её в биореактор —

00:03:22.889 --> 00:03:27.226
устройство, имитирующее все условия,
имеющиеся внутри организма.

00:03:27.606 --> 00:03:31.017
Температура, влажность, кислотность
и состав питательных веществ

00:03:31.017 --> 00:03:34.228
должны быть идеальными,
чтобы стволовые клетки превратились

00:03:34.228 --> 00:03:36.637
в остеобласты и другие клетки,

00:03:36.637 --> 00:03:38.729
заселили минеральную сетку

00:03:38.729 --> 00:03:41.593
и перестроили её в живую ткань.

00:03:41.593 --> 00:03:43.425
Но кое-чего здесь не хватает.

00:03:43.425 --> 00:03:45.102
Помните закон Волльфа?

00:03:45.102 --> 00:03:48.140
Искусственная кость должна
испытывать реальную нагрузку,

00:03:48.140 --> 00:03:50.863
иначе она получится слабой и хрупкой,

00:03:50.863 --> 00:03:54.505
поэтому биореактор постоянно качает
жидкость вокруг кости,

00:03:54.505 --> 00:03:59.196
и давление велит остеобластам
наращивать плотность кости.

00:03:59.196 --> 00:04:01.913
Сложите всё это вместе —
и в течение трёх недель

00:04:01.913 --> 00:04:04.790
живая кость готова
к выходу из биореактора

00:04:04.790 --> 00:04:07.848
и имплантации в тело пациента.

00:04:07.848 --> 00:04:11.330
Пока точно не известно, будет ли
этот метод работать для людей.

00:04:11.330 --> 00:04:15.182
Выращенные в лаборатории кости уже были
успешно имплантированы свиньям

00:04:15.182 --> 00:04:16.637
и другим животным,

00:04:16.637 --> 00:04:21.147
а испытания на человеке могут
начаться уже в 2016 году.