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

Илья Ильф Илья Ильф

Правила жизни писателя Ильи Ильфа

Esquire
12 главных фильмов лета 12 главных фильмов лета

Лучшие фильмы для лета: о британской музыке девяностых и взрослении

РБК
Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
Как выращивать растения в квартире: 12 правил домашнего сада Как выращивать растения в квартире: 12 правил домашнего сада

Рассказываем обо всех премудростях выращивания растений в домашних условиях

РБК
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Секс без любви: хорошо это или плохо? Секс без любви: хорошо это или плохо?

Как понять, что принесет вам случайный секс?

Psychologies
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
Зачем придумали темную материю Зачем придумали темную материю

Темная материя нужна физикам не просто так

Популярная механика
Я узнала, как вернуться в прошлое Я узнала, как вернуться в прошлое

Новая русская литература часто рождается не в России

Esquire
Какое мужское качество женщины считают наиболее сексуальным? Какое мужское качество женщины считают наиболее сексуальным?

Зря ли ты качал мышцы, дарил подарки, спешил к ней на помощь чинить кран

Maxim
Лодка — это тоже дом Лодка — это тоже дом

Яхтенный капитан основал верфь и строит поморские суда в Архангельске

Seasons of life
Команда ГЦСИ Команда ГЦСИ

Команда ГЦСИ – институция, изучающая современное искусство

Собака.ru
Помоги мне Помоги мне

Фильм «Доктор Лиза» основан на дневниках Елизаветы Глинки

GQ
Айза, Малиновская и другие: звезды, переделавшие себя рекордное количество раз Айза, Малиновская и другие: звезды, переделавшие себя рекордное количество раз

Знаменитости вечно совершенствуют свою внешность

Cosmopolitan
17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы 17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы

Авторы этих аккаунтов вдохновят вас на потрясающие прически

Cosmopolitan
Помогают похудеть, улучшают память: 6 важных фактов о поцелуях Помогают похудеть, улучшают память: 6 важных фактов о поцелуях

Что полезного в поцелуях и почему стоит целоваться почаще

Cosmopolitan
Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире

Почему об этих продуктах не стоит судить по запаху

Вокруг света
Секспросвет и наказание. Как россияне сегодня воспитывают своих детей и что об этом думают психологи Секспросвет и наказание. Как россияне сегодня воспитывают своих детей и что об этом думают психологи

Можно ли наказывать детей? И когда начинать говорить с ребенком о сексе?

СНОБ
Олег и Марина Газмановы: Олег и Марина Газмановы:

Олег и Марина Газмановы понимают друг друга с полуслова

Караван историй
46 рецептов хорошей жизни от древних мудрецов 46 рецептов хорошей жизни от древних мудрецов

Иногда стоит вспомнить о принципах стоицизма

Psychologies
Отличницы и самозванцы Отличницы и самозванцы

Кого психологи называют самозванцами?

Лиза
Замкнутый цикл: как создают современные автомобили Bentley Замкнутый цикл: как создают современные автомобили Bentley

Изучаем, какими будут автомобили Bentley в будущем

Forbes
Весь Франкенштейн в 46 фактах Весь Франкенштейн в 46 фактах

Франкенштейн: что мы знаем о главном литературном монстре

Weekend
От свайпа до свадьбы От свайпа до свадьбы

Эксперт: как правильно составить анкету в Tinder

Men’s Health
Основатель PayPal скопил $5 млрд на необлагаемом налогами пенсионном счете Основатель PayPal скопил $5 млрд на необлагаемом налогами пенсионном счете

Питер Тиль держит на своем индивидуальном пенсионном счете $5 млрд

Forbes
5 неожиданных примеров работы, на которую требуются обнаженные девушки 5 неожиданных примеров работы, на которую требуются обнаженные девушки

Натуристы и нудисты в веб-дизайне, клининге и даже психоаналитике

Maxim
7 неочевидных факторов, которые влияют на уровень вашего дохода 7 неочевидных факторов, которые влияют на уровень вашего дохода

Почему некоторые люди не могут зарабатывать больше?

Psychologies
Синдром усталых ног: почему он возникает и как с ним справиться Синдром усталых ног: почему он возникает и как с ним справиться

Почему возникают дискомфортные ощущения в ногах?

Cosmopolitan
Если нельзя, но очень хочется Если нельзя, но очень хочется

Как власти относились к Андрею Сахарову

Дилетант
«Государство должно перейти от монолога к диалогу с гражданами». Интервью с ректором РАНХиГС Владимиром Мау «Государство должно перейти от монолога к диалогу с гражданами». Интервью с ректором РАНХиГС Владимиром Мау

Почему «человекоцентричность» российского государства больше не работает

СНОБ
Открыть в приложении