Медицинаның иң алдынгы һәм перспектив юнәлешләре турында күп сөйлиләр, күп язалар, күп бәхәсләшәләр. Тукыма инженериясе дә шундый темаларның берсе. Киләчәктә әлеге технология кеше сәламәтлеге белән бәйле бик күп проблемаларны хәл итә алачак. Ә бүген бу фән өлкәсе ничек яши? Аның нинди үзенчәлекләре бар? “Постнаука” проектыннан тәрҗемә ителгән мәкаләдә шул турында белә аласыз. Сүз уңаеннан, текстта очраган катлаулы төшенчәләргә язманың ахырында аңлатмалы сүзлекчә бар.

«Тукымаларга кагылган инженерия» төшенчәсе кайчагында «регенератив медицина» (яңадан торгызу, тергезү медицинасы) терминының синонимы буларак кулланыла.  Гомумән, «тукымаларга» кагылган инженерия, tissue-engineering дигән төшенчә соңгы 15 елда гына барлыкка килде. Яңа төшенчә галимнәрнең аерым күзәнәк, тукымаларны аерып карау, аларны кисеп алып күчреп утырту юлларын гына белеп калмыйча, шуларга кирәкле структураны да бирергә өйрәнүләре турында сөйли.

Күзәнәкләрне күчереп утырту

Бу очракта тере организмның күзәнәкләрен алалар, ягъни органның үзен яки бер тукыма өлешен кулланалар, аны аерым күзәнәкләргә аералар (моның өчен күзәнәкләргә зыян салмыйча, аларны үзара тоташтырган элемтәләрне юк итә торган ферментлар эшкә китә), аннары бу тере күзәнәкләрне үрчетә башлыйлар. Моның өчен аларны бер каты аслыкка урнаштыралар. Менә бер кызык хикмәт: күзәнәкләр үссен һәм таралсын өчен, аларны каты җисемгә тоташтырырга кирәк, сыеклык эчендә “асып куелган” килеш алар озак яшәми. Бу күзәнәкләрне күпмедер вакыт дәвамында үрчетәләр. Аннары инде аларны күчереп утыртырга була, мәсәлән, берәр матрицага (яисә инглизчә скаффолд дип йөртелә торган әйбергә) күчерергә мөмкин. Бу скаффолдларда тукыма үсә башлый, соңрак безгә кирәк булган махсус тукыма үстерелә. Аны, мәсәлән, кешегә күчереп утыртыр өчен имплант сыйфатында кулланып була. Күзәнәкләрне бер кешедән алырга һәм яңаларын шул ук кешегә күчереп утыртырга мөмкин, күзәнәк бер кешедән икенче кешегә, яисә бер биологик төр субъектыннан шул ук төрнең икенче иясенә күчерелә ала. Кайвакыт исә бу күзәнәкләр бөтенләй башка төрнеке дә булырга мөмкин.

Ясалма тукымалар

Ни өчен бу юнәлеш кызыклы һәм әһәмиятле була ала соң? Бик җиңел генә үстереп була торган, ягъни күзәнәкләре тиз арада үрчеп үсә торган тукымалар күп. Мәсәлән, әгъзалар бәйләвеченең ясалма рәвешендәгесе. Полимер җепселләр ярдәмендә бәйләвечләр ясарга, яисә тере күзәнәкләрне алып, бәйләвеч дефекты булган кешегә күчереп утыртырга мөмкин. Болар инде инженериягә һәм биоинженериягә караган сораулар, ә биология өчен бу фундаменталь мәсьәлә түгел. Әмма икенче яктан карасак, соңгы елларда йөрәк кебек аеруча әһәмиятле һәм бик нык дәрәҗәдә махсуслашкан органнарның тукыма-инженерия өлкәсендә эшләгән фәнни юнәлешләр зур кызыксыну уята.

Тукымага структура бирү

Без үзебезнең лабораториядә яңа туган күсе балаларының йөрәк күзәнәкләре белән эшли идек. Яңа орган булганга, бу күзәнәкләр үзара берләшә һәм билгеле бер субстратка (аслыкка) куйгач, ярсый торган челтәргә кушыла ала. Йөрәк күзәнәкләрен аерып алгач, аны субстратка куеп, шунда бер катлам – йөрәк тукымасының бер кисәген үстерә идек. Аннары без полимерлы наноҗепселләрне кулланып, күзәнәкләргә безгә кирәкле форма-рәвешне бирә башладык. Күзәнәкләрне билгеле бер типтагы полимерлы наноҗепселләргә утыртсаң, алар бу җепселләрне танып алып, аларның юнәлешенә һәм урнашуына карап үсәләр! Шуңа күрә бу наноҗепселле матрицалар ярдәмендә үстерергә теләгән тукыманың структурасын биреп була. Ләкин чын мәгънәсендә искиткеч кызык эшләр әле алда: Синъя Яманака дигән япон галиме күзәнәкләрне программалауны ачкач, безнең хыялдагы проектларны чынга ашыру мөмкинлеге барлыкка килде.

Йөрәкнең ясалма тукымасы

Күсе күзәнәкләрен алып, кешегә күчереп утырту яки йөрәкнең бер өлешеннән алынган күзәнәкләрне башка урынга күчерү кебек эшләр әле чынга ашмастай булып тоела. Ә Синъя Яманаканың ачышы менә нинди мөмкинлекләр тудыра: күзәнәкләр кешедән, әйтик, тиредән алына, аннары плюрипотент халәтенә күчерелә (ягъни үз “һөнәрләрен” генә белгән бу күзәнәкләргә организмның теләсә кайсы күзәнәгенә әверелү мөмкинлеге кайтарыла; «плюрипотент» – күп нәрсәне булдыра дигән сүз). Шушы ачыштан башлап тукыма- инженерияга бөтенләй яңа һәм кызыклы этәргеч, көтелмәгән импульс бирелә. Чөнки кешенең тире күзәнәкләрен алып, аларны плюрипотент халәтенә күчерергә, аннары кирәк кадәр санда үстерергә һәм алардан без теләгән орган күзәнәге ясарга – булсын йөрәк, булсын бавыр, бөер яки нерв күзәнәкләре төзергә була. Һәм әгәр, мәсәлән, йөрәк күзәнәкләрен үстерсәк, соңрак алардан имплантлар ясарга була. Болар гади имплантлар түгел – асылда, алар күзәнәк биргән кешенең йөрәк тукымасыннан торачак. Тырышсаң, киләчәктә аерым ясалма йөрәк тә үстереп куярга булыр, ләкин әлеге бу бик катлаулы технологик мәсьәлә, чөнки йөрәкнең төзелеше бик катлаулы. Әмма бер кисәк йөрәк тукымасы үстерү бүгенге көндә бик тә реаль нәрсә.

Ясалма тукымаларның киләчәге

Әмма бу гади бер тукыма кисәге дә бик зур роль уйный, чөнки сыйфатлары-хасиятләре пациентның йөрәк тукымасы белән бер төрле булган бу кисәктә даруларның йогынтысын тикшерергә була. Нәкъ менә шушы кешедә менә бу дару ничек эшләячәк, аны куллану нинди нәтиҗәгә китерәчәк – без төгәл җавапны белә алабыз. Тукыманың бер нәни кисәге ярдәмендә без конкрет кеше өчен антиаритмик дару ясый алачакбыз. Шундый ук принцип нигезендә бавыр күзәнәкләреннән ясалган тукыма кисәге ярдәмендә билгеле бер пациент өчен шушы органны саклауда максималь дәрәҗәдә нәтиҗәле эшләрлек дару – гепатопротектор сайлап чыгарырга мөмкин. Шуңа күрә якындагы елларда авыручылар белән аерым эшли торган фармакология, мөгаен, актив үсеш алыр. Миңа калса, киләчәктә бу заманча фармакологиянең бик мөһим юнәлеше булыр. Һәм тукыма-инженерия, һәрвакыттагыча, полимерлар химиясенә, молекуляр биологиянең иң яңа алымнарына, һәм заманча фармацевтикага ярашып эшләячәк. Фәннәрнең бердәмлеге һәм синтезы бигрәк тә күркәм нәтиҗәләргә китерәчәк.

Константин Агладзе, физика-математика фәннәре кандидаты, МФТИ профессоры

Аңлатмалы сүзлекчә

тукыма-инженерия (инглизчә tissue-engineering) – зыян күргән органны кире торгызу өчен яңа тукымалар һәм органнар төзү. Моның өчен кирәкле урынга нигез структуралар, күзәнәкләр, кире торгызылу өчен молекуляр һәм механик сигналлар куела.

тукыма – төзелеше һәм чыгышы ягыннан охшаш, уртак эшчәнлекле күзәнәкләр төркемнәре белән күзәнәкара матдә берләшүеннән торган биологик структура системасы.

бәйләвечләр (связки) – скелетның аерым элементларын яки органнарны үзара кушып торучы тыгыз тоташтыргыч тукыма.

антиаритмик дару – йөрәкнең эш ритмы бозылуыннан дәвалый торган дару

гепатопротекторлар – бавыр эшчәнлегенә уңай йогынты ясый торган даруларның җыелма атамасы

тәрҗемә мөхәррире: беренче категорияле врач, табиб-методист Хәйдәр Марат Мансур улы

Асылчыганак: Постнаука.ру проекты
Фотоиллюстрация: Horia Varlan
Сүзлекчә: Гыйлем берләшмәсе