Трансплантация тканей и органов

Научные основы клинической трансплантологии базируются на достижениях в области ряда проблем:

1)успехах хирургической науки и развития хирургического мастерства, позволяющих осуществлять пересадку жизненно важных органов и разнообразных тканей;

2)научных достижениях  по разработке способов заготовки  чужеродных тканей и органов  от трупов и живых доноров(источников трансплантатов);

3)внедрении в практику консервированных тканей и органов достижений криобиологии;

4)организации научно-исследовательских  лабораторий по заготовке и  консервированию тканей и органов  «тканевые банки» и «банки  органов»);

5)внедрении успехов иммунологической толерантности и учения о трансплантационном иммунитете;

6)применении методов типирования тканей на совместимость с целью обнаружения гистосовместимых партнеров и преодоления барьера несовместимости;

7)использовании иммунодепрессивной терапии, позволяющей продлить приживление и функцию пересаженных органов и тканей и преодолеть кризисы отторжения;

8)пересадки консервированных  тканей при восстановительных  операциях;

9)трансплантации больным  людям жизненно важных и других  органов.

Отмеченные проблемы составляют научную базу клинической трансплантологии. Поэтому на современном этапе эта наука должна получить следующее определение.

Трансплантологией называется медико-биологическая наука, изучающая теорию и практику заготовки, консервирования и пересадки органов и тканей с возможным их приживлением и длительным функционированием.

В задачу клинической трансплантологии входит познание всех проблем, относящихся к заготовкам, консервированию и трансплантации чужеродных тканей и органов. Исключительно важно также изучение и тех биологических процессов, которые возникают при пересадках в организме больного человека. Крайне целесообразно, чтобы хирург-трансплантолог имел достаточно объективную информацию о больном человеке как до операции, так и в послеоперационном периоде лечения. Лишь познав закономерность происходящих весьма сложных физиологических и патологических процессов, можно рассчитывать на возможность управления ими. Своевременное вмешательство (коррекция) позволяет предупредить многие осложнения, возникающие у больных людей. Раннее выявление начала осложнений также способствует своевременному лечению, а значит, и приживлению пересаженного органа.

Таким образом, клиническая трансплантология ставит на научную основу профилактические и лечебные мероприятия, связанные с трансплантацией тканей и органов. Важная роль трансплантологии как науки состоит также и в том, что лишь в ней рассматриваются специальные проблемы, имеющие как биологическое, так и хирургическое значение. Многие из этих проблем, составляющие ее сущность, уже не только познаны, но и стали, в известной степени, управляемы. Поэтому следует подчеркнуть, что клиническая трансплантология имеет право на пристальное внимание и глубокое изучение.

6. Культивирование  тканей и органов вне организма, их консервация

Первые опыты по выращиванию клеток и тканей животных вне организма были сделаны в нач. 20 в. Дальнейшее совершенствование метода шло параллельно успехам цитологии, биохимии, генетики, эмбриологии, молекулярной биологии. Его возможности возросли после того, как научились получать изолированные клетки из различных животных тканей (путём их обработки специальными ферментами, растворяющими межклеточное вещество и разрушающими межклеточные контакты) и выяснили потребности разных клеток в гормонах, факторах роста и др. веществах, вносимых в искусственные питательные среды. Очевидные преимущества работы с генетически однородными клетками и тканями в контролируемых условиях вне организма по сравнению с проведением исследований на целых организмах сделали этот метод одним из наиболее универсальных в биологии. Столь же плодотворным оказалось его применение в медицине и при решении ряда задач сельского хозяйства и биотехнологии.

Клеточные и тканевые культуры использовались для изучения закономерностей митоза и числа клеточных циклов (делений) у клеток разных типов и выяснения в связи с этим «запрограммированности» процесса старения, для изучения механизмов клеточной дифференцировки, формирования специализированных тканей и органов, а также (при совместном культивировании) влияния друг на друга клеток разных типов. Культура клеток и тканей растений появилась позднее – в 1958 г., но уже всего через 6 лет из единственной клетки, извлечённой из корня моркови, удалось в условиях культуры вырастить целое растение с дифференцированными тканями и органами. Это направление широко применяется в селекции и биотехнологии.

Совместное культивирование клеток разных линий (клонов) привело к рождению нового важного раздела в экспериментальной биологии – генетики соматических клеток и прежде всего метода гибридизации соматических клеток.

Клеточные и тканевые культуры позволяют исследовать такие важные для медицины проблемы, как перерождение нормальных клеток в опухолевые, всесторонне изучать их свойства, чувствительность клеток к физическим и химическим факторам, в т. ч. к лекарствам, а также определять потенциальную мутагенность и канцерогенно-сти этих факторов, т. е. их способность вызывать мутации и опухоли. Разработка методов длительного культивирования позволяет формировать банки клеточных линий, обладающих определёнными генетическими и биохимическими свойствами. На этой основе создаются методы криоконсервации (от греч. «криос» – холод) – сохранение в условиях глубокого охлаждения клеток, тканей и органов для трансплантации (пересадки), в качестве резервного генофонда редких и исчезающих биологических видов, а также для других целей. С кон. 20 в. стали возникать банки, в которых хранятся замороженные стволовые клетки, используемые для лечения самых различных болезней и травм.

Клеточные культуры служат также удобными объектами для изучения тканевой несовместимости и других иммунных реакций. Они используются в диагностике вирусов и для получения вакцин. Таким образом, культура клеток и тканей применяется для решения как фундаментальных теоретических проблем (таких, напр., как клеточная дифференцировка), так и различных практических задач, особенно в области медицины. Этот метод – неотъемлемая составная часть генной инженерии, клеточной инженерии, клонирования и других направлений экспериментальной биологии.

Для выращивания клеток (тканей) применяют различные питательные среды (199 или Игла), содержащие полный набор необходимых им веществ (аминокислоты, пурины, пиримидины, углеводы, витамины и др.) с добавлением бычьей сыворотки.

Имеется много типов культур клеток: 1) первичные культуры, способные к 5-10-кратному пассированию; 2) неограниченно перевиваемые; 3) полуперевиваемые, представляющие собой морфологически однородные клетки легких и почек человека, сохраняющие в 50 пассажах диплоидный набор хромосом.

Все эти типы клеток выращивают при температуре 36-37 °С в ультратермостатах, получая в течение 5-7 суток хороший монослой в виде пласта, сцепленного со стенками матрацев, флаконов и пробирок. Контролируют рост клеток под малым увеличением микроскопа, начиная с 3-4 дня.

Первичные культуры клеток. Источником получения первичных культур клеток являются обладающие большой потенцией роста эмбриональные ткани птиц (главным образом куриные фибробласты), экспериментальных животных, обезьян, но чаще всего готовят их из трипсинизированных тканей абортированных 8-14-недельных плодов человека. Для этого ткань плода измельчают ножницами на мелкие кусочки размером 2-4 мм и 2-3 раза отмывают от крови буферным раствором Хенкса, пока жидкость не станет почти прозрачной.

Затем для разрушения межклеточного вещества кусочки ткани заливают подогретым до 32-37 °С 0,25%-м раствором трипсина, и в смесителе на электромагнитной мешалке перемешивают взвесь в течение 10-30 мин. Первую порцию трипсинизированных клеток удаляют. Подходящие для культивирования вирусов клетки получают после повторных трипсинизации. Далее содержащую клетки жидкость для отделения крупных комочков ткани и соединительнотканных волокон фильтруют через марлю, центрифугируют при 800-1000 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость сливают, осадок отмывают раствором Хенкса и разводят средой 199 (или Игла), чтобы получить в 1 мл 100 000-400 000 клеток. Взвесь клеток разливают по 1 мл в пробирки или по 20-100 мл в стеклянные матрацы, плотно закрывают резиновыми пробками и помещают в термостат при температуре 37 °С. Матрацы располагают в горизонтальном положении, а пробирки -под углом 5-10° в специальных лотках. Прикрепляясь к стеклу, клетки в течение нескольких суток образуют монослой.

Перевиваемые культуры клеток. Это стабильные или, как их нередко называют, иммортализованные (бессмертные) линии клеток, автономно размножающиеся, подобно бактериям. Получают их из нормальных тканей человека (амниона - FL, А-0, А-1; почек - Rh, 1ШЧ, диплоидных клеток); животных (почек обезьян - Vero, MS, BSC-1; почек кролика - ПК и его роговицы -SIRK) и злокачественных опухолей (шейки матки- HeLa, гортани - НЕр-2, полости рта - KB, костного мозга человека - Д-6 и др.), которые выращиваются путем последовательных пассажей на питательных средах вот уже многие десятки лет.

7. Биоэтические  аспекты трансплантации органов  и тканей (донорство, определение  смерти, коммерциализация донорства)

Перечислим основные этические принципы, регулирующие трансплантацию органов или тканей человека.

1. Органы человека не  могут рассматриваться как объект  купли и продажи. Учреждению здравоохранения, которому разрешено проводить  операции по забору и заготовке  органов и (или тканей) у трупа, запрещается осуществлять их  продажу.

2. Пересадка от живого  донора может основываться только  на добровольном самопожертвовании  ради спасения жизни другого  человека. В этом случае согласие  на изъятие органа становится  проявлением любви и сострадания.

3. Потенциальный донор  должен быть полностью информирован  о возможных последствиях эксплантации  органа для его здоровья.

4. Морально не допустима  эксплантация, прямо угрожающая  жизни донора. Согласно российскому  законодательству изъятие органа  у живого донора допускается  только в том случае, если донор  состоит с реципиентом в генетической  связи, за исключением случаев  пересадки костного мозга.

5. Неприемлемо сокращение  жизни одного человека, в том  числе через отказ от жизнеподдерживающих процедур с целью продления жизни другого.

6. Наиболее распространенной  практикой является изъятие органа  у только что скончавшихся  людей. Здесь должна быть исключена  неясность в определение момента  смерти.

7. Условиями этически  корректной диагностики "смерти  мозга" является соблюдение трех  принципов: принципа единого подхода, принципа коллегиальности и принципа  финансово-организационной независимости  бригад.

8. Приоритет распределения  донорских органов не должен  определяться выявлением преимущества  отдельных групп и специальным  финансированием.

9. При распределении донорских  органов учитывается три критерия: иммунологическая совместимость  пары донор-реципиент, степень тяжести  состояния реципиента и очередность.

10. Морально недопустимо  использовать в качестве донора  органов наиболее незащищенных  и находящихся в экстремальных  ситуациях контингентов людей: бездомных, пациентов психиатрических клиник, детей, жителей экономически отсталых  стран.

Проблема забора органов и(или) тканей у донора рассматривается в зависимости от того, является ли донор живым или мертвым человеком.

Пересадка органа от живого донора сопряжена с причинением вреда его здоровью. В трансплантологии соблюдение этического принципа «не навреди» в случаях, когда донором является живой человек, оказывается практически невозможным. Врач оказывается перед противоречием между моральными принципами «не навреди» и «твори благо». С одной стороны, пересадка органа (например, почки) – это спасение жизни человеку (реципиенту), т.е. является благом для него. С другой стороны, здоровью живого донора данного органа причиняется значительный  вред, т.е. нарушается принцип «не навреди», причиняется зло. Поэтому, в случаях живого донорства речь всегда идет о степени получаемой пользы и степени причиняемого вреда, и всегда действует правило: получаемая польза должна превышать причиняемый вред.