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

15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

Юрий Стоянов — о кровопийцах, стендаперах, прошлом, будущем и несбыточном

GQ
Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России

Насколько изобретательны 200 богатейших предпринимателей из списка Forbes

Forbes
Криштиану торжествует Криштиану торжествует

Роналду-человек и Роналду-миф. Биография непревзойденного футболиста

Esquire
Есть покой и воля Есть покой и воля

Когда Наоми Кэмпбелл хочет собраться с силами, она едет на свою виллу в Кению

Tatler
12 апостолов 12 апостолов

12 апостолов Esquire 2020 года и их истории

Esquire
Готовы к риску: как женщины заняли лидирующие позиции в индустрии беспилотных автомобилей Готовы к риску: как женщины заняли лидирующие позиции в индустрии беспилотных автомобилей

Индустрия беспилотников оказалась открытой к женщинам в роли CEO и основателей

Forbes
Секс à la russe Секс à la russe

Откровенный разговор колумниста ELLE Арины Холиной о русском сексе

Elle
Практикующий хирург и программист создали IT-компанию на сотни миллионов с помощью отказа от курения и психотерапии Практикующий хирург и программист создали IT-компанию на сотни миллионов с помощью отказа от курения и психотерапии

История Mindbox

Inc.
Какие фильмы с Крисом Эвансом стоит посмотреть? Какие фильмы с Крисом Эвансом стоит посмотреть?

Лучшие фильмы с Крисом Эвансом (и ни слова о супергероике)

GQ
Почему кофе нужно хранить в холодильнике Почему кофе нужно хранить в холодильнике

Хранение кофейных зерен в холодильнике поможет сделать напиток более вкусным

National Geographic
9 признаков того, что рядом с вами адекватный человек 9 признаков того, что рядом с вами адекватный человек

Как понять, что вам с партнером точно по пути

Psychologies
Ученые установили, что интеллект зависит от размера зрачка Ученые установили, что интеллект зависит от размера зрачка

Различие в размере зрачков у недалеких и умных людей видно невооруженным глазом!

Maxim
Deus ex Machina Deus ex Machina

Рэймонд Курцвейл – изобретатель синтезаторов, планшетных сканеров и футуролог

Playboy
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
Кому доверить ребенка. Разбор педагогических методик в детских садах Кому доверить ребенка. Разбор педагогических методик в детских садах

Самые известные педагогические методики в детских садах

СНОБ
Интервью с главным продюсером Интервью с главным продюсером

Главный продюсер “Амедиа Продакшн”: конкуренция заставляет индустрию шевелиться

Esquire
Джетлаг: как перестать страдать и получить удовольствие от путешествия Джетлаг: как перестать страдать и получить удовольствие от путешествия

Эксперты — о том, как безболезненно перенести смену часовых поясов в путешествии

Популярная механика
Бирюзовая компания: что такое холакратия Бирюзовая компания: что такое холакратия

Что такое бирюзовые компании и как организована работа в них?

Популярная механика
Что не стоит делать в постели, если с вами в спальне собака Что не стоит делать в постели, если с вами в спальне собака

Наверняка ты никогда не задумывался об этом, если у тебя нет собаки. Или секса

Maxim
7 типичных ошибок в фильмах про войну 7 типичных ошибок в фильмах про войну

Ляпы в военных фильмах: из 6-зарядного пистолета можно выстрелить 138 раз

Maxim
Дмитрий Губерниев Дмитрий Губерниев

Правила жизни телеведущего Дмитрия Губерниева

Esquire
Спорт хозяйствующих субъектов Спорт хозяйствующих субъектов

НБА – это индустрия развлечений; такой же феномен поп-культуры, как Marvel

Esquire
История Стиви: каким получился сериал История Стиви: каким получился сериал

"История Лизи" — сериал-адаптация романа Стивена Кинга по сценарию Стивена Кинга

Esquire
Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков

Как бороться с сахарной зависимостью? Две самых популярных методики.

Cosmopolitan
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
Театр FULCRO Театр FULCRO

Театральный феномен: проект FULCRO за полгода стал городской сенсацией

Собака.ru
Следы жизнедеятельности на месте южноафриканских поселений изучили по химическим маркерам Следы жизнедеятельности на месте южноафриканских поселений изучили по химическим маркерам

Ученые изучили место поселения железного века Соке в Ботсване

N+1
Как поддержать здоровье летом: советы даосских врачей Как поддержать здоровье летом: советы даосских врачей

Как провести лето с пользой для себя?

Psychologies
Как понять, что другой не стоит вашего времени Как понять, что другой не стоит вашего времени

Признаки людей, в отношения с которыми не стоит ввязываться

Psychologies
«Моцарт видит меня именно таким, какой я есть на самом деле» «Моцарт видит меня именно таким, какой я есть на самом деле»

Музыкант Алексей Воробьёв и его корги Моцарт

OK!
Открыть в приложении