Кейтлин Садтлер

Кейтлин Садтлер: Как мы можем научить человеческий организм регенерации

Что, если бы мы могли научиться излечиваться быстро и без шрамов, как Росомаха из «Людей Икс»? Стипендиат программы TED Fellows Кейтлин Садтлер работает над воплощением этой мечты в реальность, создавая биоматериалы, которые смогут поменять отклик иммунной системы на травмы. В этом коротком выступлении она расскажет о том, как такие материалы могут способствовать быстрой регенерации.

Translated by Maria Likova
Reviewed by Alena Chernykh

Что, если бы вы могли выпить таблетку или сделать себе прививку и тем самым быстрее вылечить рану, словно это всего лишь простуда? Сегодня после операции или несчастного случая люди лежат в больницах неделями. После операций часто остаются шрамы и болезненные побочные эффекты из-за нашей неспособности к регенерации и повторному появлению здоровых органов. Моя работа заключается в создании материалов, с помощью которых мы можем научить нашу иммунную систему позволять организму генерировать новые ткани. Так же как вакцинация обучает наш иммунитет бороться с заболеванием, мы могли бы обучить его наращивать новые ткани и залечивать раны быстрее.

Возможно, сегодня регенерация частей тела покажется волшебством, однако некоторые организмы к ней способны. Некоторые виды ящериц могут заново отращивать хвосты, а саламандра способна полностью отращивать свои лапы. Даже мы, люди, способны восстанавливать печень после потери более половины её массы.

Чтобы воплотить это волшебство в реальность, я исследую, как наши организмы могут лечить раны и формировать ткани с помощью сигналов иммунной системы. Иммунитет защищает нас от разнообразных опасностей, начиная с царапины на коленке и заканчивая надоедливым насморком. Я иммунолог, и на основе своих знаний об иммунитете я определила ключевые факторы в борьбе за заживление царапин и синяков. Наша команда исследовала способность некоторых материалов

стимулировать восстановление мышечной ткани. В процессе лечения тканей этими веществами мы заметили высокое содержание иммунных клеток в этом веществе и окружающей мышечной ткани. Вместо того, чтобы бросаться на борьбу с инфекционными бактериями, иммунные клетки переключаются на саму травму. Я выяснила, что Т-хелперы — иммунные клетки особого типа — присутствовали в имплантированном материале и были необходимы для залечивания раны.

Наши тела залечивают свои раны так же, как мы в детстве склеивали скотчем обломки карандаша. Возможно, это не самый оптимальный способ, потому что у нас остаются шрамы. Так что, если у нас нет Т-хелперов, вместо здоровой мышечной ткани появляются жировые клетки, с которыми мышцы становятся слабее. А с помощью иммунной системы наш организм может восстанавливаться без шрамов, так, будто повреждения никогда и не было.

Я работаю над созданием материалов, которые подают сигналы для создания новых тканей, изменяя отклик иммунной системы. Как мы знаем, иммунная система реагирует на любые материалы, имплантированные в организм, начиная с кардиостимуляторов и инсулиновых помп и заканчивая материалами для попытки восстановления тканей. Поэтому после имплантирования такого материала, или скаффолда, иммунная система создаёт небольшую среду клеток и белков, влияющую на активность стволовых клеток. Так же, как погода влияет на наше решение пойти на пробежку или остаться дома и посмотреть залпом целый сериал на Netflix, иммунная среда скаффолда влияет на то, как будут расти и развиваться стволовые клетки. В случае неправильных сигналов, например, Netflix-сигналов, вместо мышечных клеток у нас растут жировые клетки. Скаффолды могут состоять из множества различных элементов, от пластиковых до натуральных материалов, нановолокон разной толщины, губок разной степени пористости, гелей различной густоты. Учёные могут даже сделать так, чтобы материалы подавали со временем другие сигналы. Другими словами, мы словно ставим бродвейское представление клеток, давая им нужные сцену, реплики и реквизит в зависимости от вида ткани, так же, как продюсер по-разному бы ставил «Отверженных» и «Магазинчик ужасов». Я совмещаю разные типы сигналов, определяющих реакцию организма на травму, чтобы стимулировать регенерацию. Возможно, в будущем появятся не оставляющие шрамов пластыри, эластичные филлеры для мышц или вакцинация для заживления ран.

Завтра мы не проснёмся со способностью к регенерации, как у Росомахи. Наверное, такого не будет и через неделю. Но уже делаются шаги вперёд, и иммунную систему уже начали обучать регенерировать ткани и лечить раны. Поэтому со временем мы сможем увидеть на прилавках товары, обучающие иммунную систему наращивать новые ткани. Возможно, однажды мы сможем регенерироваться, как саламандра.

Спасибо.

(Аплодисменты)