Гордана Вуняк-Новакович, профессор биологической медицины из Колумбийского университета, первой сумела вырастить целую кость из стволовых клеток взрослого человека. Опытным образцом стал височно-нижнечелюстной сустав (ВНЧС), который был выращен из стволовых клеток, полученных из костного мозга. Результатами своего достижения профессор Вуняк-Новакович делится в апрельском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Височно-нижнечелюстной сустав, соединяющий нижнюю челюсть с основанием черепа, в качестве образца для эксперимента выбран не случайно. У него очень сложная форма, и качественно воспроизвести его ныне существующими методами пересадки других костей крайне трудно, если вообще возможно. Сейчас наиболее распространенным способом лечения травм ВНЧС является пересадка костей из ноги или бедра пациентов.

«Если нам удалось вырастить ВНЧС, -- объясняет Гордана Вуняк-Новакович, -- то мы сможем получить кости любых очертаний и форм».

Насколько височно-нижнечелюстной сустав сложен, настолько он и важен -- у каждого четвертого, к примеру, американца имеются те или иные заболевания ВНЧС. Их причинами могут быть рак, врожденные дефекты, травмы, артрит и т.д. Так что возможность выращивать этот важный сустав из стволовых клеток самого больного открывает широкие возможности для медиков.

Разработать технику выращивания ВНЧС из стволовых клеток Вуняк-Новакович помог естественный процесс создания кости организмом. Работу профессор Колумбийского университета начала с тщательного анализа цифровых снимков челюстей больных. На первом этапе было необходимо создать каркас для дальнейшего размещения на нем стволовых клеток, который по форме точно соответствовал бы височно-нижнечелюстному суставу. Такой каркас в конце концов удалось сделать из кости человека, из которой удалили все живые клетки.

Сделав каркас, ученые «засеяли» его стволовыми клетками, взятыми из костного мозга больного, и поместили каркас в построенный специально для этих целей биореактор. Реактор был наполнен питательной средой, субстанцией, используемой для лабораторного выращивания организмов, которая питает и физически стимулирует клетки превращаться в кость.

Метаболические процессы в костной ткани проходят очень активно. Известно, что лучше всего она растет, когда находится в жидкой среде. Гордана Вуняк-Новакович с коллегами установила оптимальный поток жидкости, при котором происходит наиболее быстрый рост. Для того чтобы вырастить ВНЧС размером 4 см, имеющий абсолютно такие же размеры и форму, что и височно-нижнечелюстной сустав, понадобилось пять недель.

Эта техника, конечно, может быть применена для выращивания и других костей, включая кости черепа и скул, которые так же трудно реконструировать, как и ВНЧС.

Сейчас Гордана Вуняк-Новакович работает над тем, как соединить новый сустав с кровяной системой человека, чтобы он рос вместе с его владельцем.