Как ученые пытаются создать искусственные человеческие органы

GQНаука

Копировать и вставить

Как ученые пытаются создать искусственные человеческие органы и станет ли замена печени такой же привычной манипуляцией, как смена тормозных колодок в автомобиле.

Текст: Вадим Рощин

В начале XXI века наука только-только подступалась к идее создания искусственных человеческих органов, которые можно было бы использовать для трансплантации. Спустя 20 лет десятки лабораторий по всему миру проводят эксперименты в этой области, мыши с искусственно выращенными яичниками приносят потомство, а производители косметики тестируют новинки на выращенной в пробирке коже — потому что на мышах и кроликах это делать теперь запрещено (по крайней мере в Европе). GQ поговорил с экспертами из трех российских центров, в которых пытаются наладить производство «запчастей» для человека, и о совершенно фантастических разработках, которые вот-вот изменят медицину и мир.

Биопринтинг

Биопринтинг — это «печать» тканей живых существ. Принцип такой же, как и в обычном офисном устройстве для распечатки документов, только вместо чернил из картриджа подается биоматериал — клетки различных тканей организма. К слову, первый биопринтер, созданный в 2001 году, представлял собой как раз модернизированный офисный девайс Hewlett Packard.

«Многие представляют себе 3D‑принтинг как послойную печать объектов из пластика согласно заданной цифровой модели — и это действительно самая близкая аналогия биопринтинга, — рассказывает Юсеф Хесуани, глава лаборатории 3D Bioprinting Solutions. — Естественно, мы избегаем в работе высоких температур, чтобы не повредить «расходный материал», в основе которого — белки. Способы печати бывают разными — мы, например, придумали технологию управления клетками с помощью магнитных полей. Исходный материал «левитирует» в жидкой питательной среде, а когда он попадает в магнитную ловушку — клетки начинают взаимодействовать друг с другом, и формируется нужная нам ткань. Еще одна технология — печать прямо в зоне дефекта, например, на месте повреждения кожи. Всю работу в этом случае выполняет роботический манипулятор, к которому мы приделали нашу форсунку с биоматериалами и для которого написали софт. Оператор выводит механическую руку в «точку ноль», а дальше робот сам начинает латать дефект».

В российской лаборатории с помощью такого манипулятора уже проводили эксперименты по устранению дефектов кожи у крыс и минипигов. (За границей пошли еще дальше: в прошлом году интернациональная команда ученых в ОАЭ впервые сделала «заплатку» на коже человека.) Кроме того, в 2015 году в России напечатали мышиную щитовидную железу, которую потом успешно трансплантировали. Эксперимент доказал: биопринтинг позволяет создавать и заменять целые органы не только в теории, но и на практике. Щитовидную железу выбрали для опыта по нескольким причинам. Во-первых, легко проверить ее работоспособность — просто измерив уровень гормонов в крови. Во-вторых, в структуре щитовидки нет сложных участков, которые не могли бы воспроизвести существующие на данный момент принтеры. Тем временем ученые из Чикаго поставили схожий эксперимент — пересадили мышке напечатанный яичник. Опыт также был удачным, мышь дала потомство.

А вот печатать жизнеспособные человеческие органы пока что мешают два ограничения. Первое — большой размер этих самых органов и, как следствие, их сложная структура. Современные технологии не позволяют создать внутри искусственного органа систему сосудов, необходимых для его нормальной работы после пересадки, — клетки внутри напечатанного объекта не получают питания и погибают от нехватки кислорода. В случае с мышиной щитовидной железой ученые использовали эмбриональные клетки, в которых уже заложена необходимая информация о сосудах, то есть условия для их прорастания были созданы заранее. Да и тот факт, что мышиный орган в десятки раз меньше человеческого, тоже сыграл важную роль в успешном завершении эксперимента.

Вторая проблема — нехватка материала. Для биопечати нужны клетки, которые сначала необходимо вырастить, а для этого требуется время. В случае с кожей, например, на подготовку уходит порядка 4‑6 недель, но в целом у каждого типа клеток своя скорость и возможность деления. Клетки кожи и крови, например, постоянно обновляются — у них высокий регенеративный потенциал. А клетки эндокринных органов делают это значительно реже и воспроизводятся намного медленнее. Для печати мышиной щитовидной железы экспериментаторы взяли эмбриональные клетки, которые, по словам ученых, «дают отличный прирост в сотни процентов». Использование эмбриональных клеток человека в России запрещено, а клетки той же щитовидной железы растут заметно хуже, их прирост — всего 5‑10 процентов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
Явь Явь

Стрит-арт-группа «Явь» сделала знаковую работу «Терпение», которую уже закрасили

Собака.ru
Как примириться с февралем? Как примириться с февралем?

Вместо Пушкина нужно взять томик Фроста

GQ
Лиза Арзамасова: «Ни перерыв в работе, ни выпадание из профессии меня не пугают» Лиза Арзамасова: «Ни перерыв в работе, ни выпадание из профессии меня не пугают»

Елизавета Арзамасова рассказала о предстоящем декрете и своем отношении к диетам

Cosmopolitan
Последний сезон Последний сезон

Андрей Подшибякин — о том, почему кино превратилось в бесконечный сиквел

GQ
Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия? Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия?

Как даосская традиция описывает женский оргазм?

Psychologies
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
Полноприводная Granta, пикап Niva и другие. Топ-10 самых редких Lada Полноприводная Granta, пикап Niva и другие. Топ-10 самых редких Lada

Автомобили Lada, о которых вы вряд ли слышали

РБК
Deus ex Machina Deus ex Machina

Рэймонд Курцвейл – изобретатель синтезаторов, планшетных сканеров и футуролог

Playboy
Актер Стеллан Скарсгард — о фильме Актер Стеллан Скарсгард — о фильме

Стеллан Скарсгард — о том, каково сыграть более ста персонажей

Esquire
Откажите себе в удовольствие Откажите себе в удовольствие

Правила вежливого отказа

GQ
Липидный анализ посуды рассказал о средневековой исламской кухне на Сицилии Липидный анализ посуды рассказал о средневековой исламской кухне на Сицилии

Вместе с исламом арабы принесли на Сицилию кулинарные традиции Востока

N+1
Джордж Оруэлл Джордж Оруэлл

Правила жизни Джорджа Оруэлла

Esquire
Виктория Терешкина Виктория Терешкина

Прима-балерина Виктория Терешкина — феномен Мариинского театра

Собака.ru
Почему нужно хлорировать воду в бассейне и к чему это может привести Почему нужно хлорировать воду в бассейне и к чему это может привести

О воде в бассейне

Популярная механика
Как в 40 выглядеть на 25: бьюти-секреты Равшаны Курковой Как в 40 выглядеть на 25: бьюти-секреты Равшаны Курковой

Равшана Куркова выглядит просто прекрасно – даже и не скажешь, что ей 40 лет!

Cosmopolitan
«Мейр из Исттауна» — детектив с Кейт Уинслет в роли копа-правдоискателя. А на деле — одна из лучших драм современного телевидения «Мейр из Исттауна» — детектив с Кейт Уинслет в роли копа-правдоискателя. А на деле — одна из лучших драм современного телевидения

Лучшая роль Кейт Уинслет за всю ее карьеру

Esquire
Два гетмана Два гетмана

Из всех гетманов Войска Запорожского выделяются Богдан Хмельницкий и Иван Мазепа

Дилетант
«Моя жизнь лучше, чем я могла мечтать!»: как Меган Маркл обрела личное счастье «Моя жизнь лучше, чем я могла мечтать!»: как Меган Маркл обрела личное счастье

Герцогиня Сассекская - образец успешной и сильной женщины

Cosmopolitan
Это мешает тебе выглядеть роскошно! 10 признаков неухоженных волос Это мешает тебе выглядеть роскошно! 10 признаков неухоженных волос

Признаки неухоженных волос

VOICE
Лошадь, которой нет Лошадь, которой нет

В центрах реинтродукции лошади Пржевальского занимаются исправлением ошибок

Вокруг света
Чем грозит передозировка йода? Чем грозит передозировка йода?

Симптомы отравления йодом обнаруживаются у многих туристов

Cosmopolitan
Численность редких пиренейских рысей выросла до 1111 особей Численность редких пиренейских рысей выросла до 1111 особей

Редкие пиренейские рыси все еще находится под угрозой исчезновения.

N+1
Как я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney Как я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney

«Круэлла» — неожиданный фильм о злодейке из фильмов про далматинцев

Esquire
Его хотели назвать Curva и с птицами он не связан: как появился шрифт Calibri, один из самых известных в мире Его хотели назвать Curva и с птицами он не связан: как появился шрифт Calibri, один из самых известных в мире

История шрифта Calibri, основного шрифта Microsoft

VC.RU
Для двоих Для двоих

Идеальная, трансформируемая жилая среда для жизни в городе

SALON-Interior
Инженерные решения: в чем современная авиация превзошла природу Инженерные решения: в чем современная авиация превзошла природу

Иногда мы заимствуем инженерные решения у природы, иногда идём своим путём

Популярная механика
Лазер в современных войнах: будущее светового оружия Лазер в современных войнах: будущее светового оружия

Как проходят «лазерные бои» в реальной жизни?

Популярная механика
Как стать лучшим любовником? 6 верных способов быть на высоте Как стать лучшим любовником? 6 верных способов быть на высоте

Хочешь прокачать скилл любовника и приятно удивить в постели свою партнершу?

Playboy
«Спрос на российский север намного выше, чем на юг»: в какую сторону движется мировой яхтенный рынок «Спрос на российский север намного выше, чем на юг»: в какую сторону движется мировой яхтенный рынок

Как суперъяхты становятся экологичнее с каждым годом

Forbes
Открыть в приложении