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

Особы тяжкие Особы тяжкие

Спустя 13 лет крепкой дружбы Брайан Крэнстон и Аарон Пол все еще вместе

Esquire
Виртуальный секс: замена реальному или приятный бонус для двоих? Виртуальный секс: замена реальному или приятный бонус для двоих?

Чем именно хорош «вирт» и почему не стоит от него отказываться?

Psychologies
Цветы жизни Цветы жизни

Лев Рубинштейн — о разных ипостасях роз и обманутых ожиданиях

GQ
Как избавиться от второго подбородка за неделю Как избавиться от второго подбородка за неделю

Второй подбородок — плакать? Нет, быстренько избавиться, мы знаем как

Cosmopolitan
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке Штат или аутсорсинг: как найти правильный баланс, работая на премиальном рынке

Особенности рынка премиальной недвижимости в России

Forbes
Политические заключенные Политические заключенные

Большая политика — это игра с большими ставками: на кону деньги, карьера, жизнь

GQ
Посткризисные правила: почему у России появляются неожиданные возможности на нефтяном рынке Посткризисные правила: почему у России появляются неожиданные возможности на нефтяном рынке

Участникам сделки ОПЕК+ нет смысла сохранять жесткие ограничения на добычу

Forbes
Вечное возвращение Вечное возвращение

Соцсети не просто владеют нашим настоящим, они распоряжаются нашим прошлым

GQ
Алексей Левин: «Сахар, яйца и мука — наши лучшие друзья!» Алексей Левин: «Сахар, яйца и мука — наши лучшие друзья!»

Шеф-кондитер сети «Сыроварня» — человек правил и знает, как покорить гостя

Bones
Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов

Империя Вячеслава Муругова оккупирует все экраны страны

GQ
«Магнит» договорился о покупке «Дикси»м «Магнит» договорился о покупке «Дикси»м

О причинах сделки «Магнита» и «Дикси» на 92,4 млрд рублей и её последствиях

VC.RU
Стриминг. Онлайн-кинотеатр Стриминг. Онлайн-кинотеатр

Как ivi удается выигрывать в битве с пиратами и соревноваться с корпорациями

Esquire
Одним движением глаз Одним движением глаз

Простая, но эффективная техника, которая поможет отпустить прошлое

Лиза
«Братская могила» или отличная реклама: зачем в ресторанах постоянно проводят фестивали «Братская могила» или отличная реклама: зачем в ресторанах постоянно проводят фестивали

Кому и зачем нужны гастрономические фестивали

Forbes
Жизнь после травмы: что такое ПТСР и как помочь себе или близкому Жизнь после травмы: что такое ПТСР и как помочь себе или близкому

Что такое посттравматическое стрессовое расстройство и как его преодолеть

РБК
В комплексе галло-римских храмов нашли многочисленные ритуальные дары В комплексе галло-римских храмов нашли многочисленные ритуальные дары

Археологи обнаружили во Франции хорошо сохранившиеся ритуальные сосуды

N+1
Преображения поп-звезд: как выглядят солистки группы «Пропаганда» Преображения поп-звезд: как выглядят солистки группы «Пропаганда»

Как изменилась жизнь Виктории Ворониной и других певиц «Пропаганды»

Cosmopolitan
Юлия Энхель: «Каждый день мы вдохновляем друг друга на большее» Юлия Энхель: «Каждый день мы вдохновляем друг друга на большее»

Интервью с Юлией Энхель, основательницей компании Enhel Group

Forbes
Все в сад и не только: 6 новых идей для пикников Все в сад и не только: 6 новых идей для пикников

В погожий день так и тянет на улицу

Esquire
Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом

О новом сериале Kion «Немцы» и о том, как в России развиваются стриминги

Esquire
Строение глаз и внутреннего уха выдало в динозаврах-муравьедах ночных охотников Строение глаз и внутреннего уха выдало в динозаврах-муравьедах ночных охотников

Мелкие хищные динозавры альваресзавриды могли быть ночными охотниками

N+1
Слушать кино: плей-лист художника по костюмам сериалов «Перевал Дятлова» и «Эпидемия» Дарьи Фоминой Слушать кино: плей-лист художника по костюмам сериалов «Перевал Дятлова» и «Эпидемия» Дарьи Фоминой

Плей-лист Дарьи Фоминой, художницы по костюмам «Перевала Дятлова» и «Эпидемии»

Esquire
Бедный богатый жених Бедный богатый жених

Известный московский холостяк просит девушек прекратить на него охоту

Tatler
Любовь или война? Почему мы ссоримся с партнером и как это исправить Любовь или война? Почему мы ссоримся с партнером и как это исправить

Как складываются сценарии домашних «войн»?

Psychologies
Урок, о котором стоит забыть. Эссе Пола Грэма о бесполезных экзаменах и вреде оценок Урок, о котором стоит забыть. Эссе Пола Грэма о бесполезных экзаменах и вреде оценок

Самая вредная вещь, которой вас научила школа, не связана с учебными предметами

Inc.
Число Данбара не подружилось с современной статистикой Число Данбара не подружилось с современной статистикой

Шведские исследователи не смогли определить точное значение числа Данбара

N+1
Как изменились звезды телесаги «Две судьбы»: Семёнова, Вольская и другие Как изменились звезды телесаги «Две судьбы»: Семёнова, Вольская и другие

Российская мелодрама, которая стала нашим ответом латиноамериканским сериалам

Cosmopolitan
Первая леди финтеха Первая леди финтеха

Девушка из Краснознаменска стала директором крупнейшего венчурного фонда Европы

Forbes
Ещё живы, но стали «причёсанными»: сооснователь MDK о заработке и изменениях в проекте, которому исполнилось 10 лет Ещё живы, но стали «причёсанными»: сооснователь MDK о заработке и изменениях в проекте, которому исполнилось 10 лет

MDK – одно из самых популярных сообществ в истории «ВКонтакте»

VC.RU
Открыть в приложении