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

Дмитрий Губерниев Дмитрий Губерниев

Правила жизни телеведущего Дмитрия Губерниева

Esquire
L-аргинин: свойства аминокислоты и где ее получить L-аргинин: свойства аминокислоты и где ее получить

Важные свойства L-аргинина

Популярная механика
Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
5 фильмов, где известных актеров никто не узнал 5 фильмов, где известных актеров никто не узнал

Вот что грим животворящий делает!

Maxim
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
Неочевидные симптомы хронической усталости: не пропусти! Неочевидные симптомы хронической усталости: не пропусти!

Не можешь обойтись без сладкого и сбиваешься с мыслей?

Cosmopolitan
Политические заключенные Политические заключенные

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

GQ
Девушка с «Плотинки». Писательница Анна Матвеева — о лете со старого снимка Девушка с «Плотинки». Писательница Анна Матвеева — о лете со старого снимка

На старой фотографии Свердловск, сирень и пальто как часть юности и целой эпохи

РБК
Спартанец Спартанец

Рассказ Павла Селукова, в котором работа отца и сына становится драмой

Esquire
Невероятный 1968-й в рок-музыке Невероятный 1968-й в рок-музыке

В 1968 такие дела творились, и столько было всего — калькулятор не сосчитает

Maxim
Цой жив Цой жив

Виктор Цой погиб в автокатастрофе в Юрмале 15 августа 1990 года

Esquire
«Художник — не кузнец своего счастья»: как Франсиско Инфанте-Арана создал кинетическое искусство «Художник — не кузнец своего счастья»: как Франсиско Инфанте-Арана создал кинетическое искусство

Художник Франсиско Инфанте-Арана — о творческом пути, соавторах и арт-рынке

Forbes
Вдовцы Вдовцы

Полину Барскову узнали благодаря ее стихам – умным, тонким

Правила жизни
8 (по)потрясных латиноамериканских песен 8 (по)потрясных латиноамериканских песен

Эти песни были посланы свыше, чтобы ты смог скоротать начало лета под них

Maxim
Ксения Шойгу и Алексей Столяров — о триатлоне как стиле жизни, совместных проектах и личном Ксения Шойгу и Алексей Столяров — о триатлоне как стиле жизни, совместных проектах и личном

Алексей Столяров и Ксения Шойгу — о своей личной жизни и триатлоне

Esquire
Вспомнить всё Вспомнить всё

О чем мечтали в детстве звезды российской футбольной сборной?

Men’s Health
Умеет считать и быстро действует: как нанять идеального маркетолога Умеет считать и быстро действует: как нанять идеального маркетолога

Эксперт: какими качествами должен обладать идеальный маркетолог и как его найти

Forbes
Подлинная история «оружейного барона». Отрывок из книги Александра Гасюка о Викторе Буте Подлинная история «оружейного барона». Отрывок из книги Александра Гасюка о Викторе Буте

Отрывок из книги о Викторе Буте, обвиненном в сговоре против США

СНОБ
Цветы жизни Цветы жизни

Лев Рубинштейн — о разных ипостасях роз и обманутых ожиданиях

GQ
10 крутых изобретений, сделанных мамами в декрете 10 крутых изобретений, сделанных мамами в декрете

Вдохновляющие истории, в которых материнство не помеха достижениям в науке

Популярная механика
Марта Кетро о том, почему мы изменяем Марта Кетро о том, почему мы изменяем

Что же заставляет нас искать приключений с другими людьми?

Cosmopolitan
«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
Как понять, что вы токсичны по отношению к себе Как понять, что вы токсичны по отношению к себе

Бывает так, что злейший враг себе — мы сами

Psychologies
От милой блондинки до роковой леди: впечатляющие преображения Алсу От милой блондинки до роковой леди: впечатляющие преображения Алсу

Смотри, как менялась Алсу

Cosmopolitan
XOLIDAYBOY XOLIDAYBOY

Иван Ржевский о том, на что тратит больше всего денег и почему не боится умереть

ЖАРА Magazine
Новое лето Новое лето

Элегантная квартира, наполненная атмосферой радости, счастья и лета

SALON-Interior
Личная жизнь звезд сериала «Каменская»: Яковлевой, Нагиева, Гармаша и других Личная жизнь звезд сериала «Каменская»: Яковлевой, Нагиева, Гармаша и других

Узнай, как сложились судьбы артистов, сыгравших в «Каменской»

Cosmopolitan
TO-MÁ TO-MÁ

TO-MÁ о том, как ее подставила Темникова, почему она дружит с Милявской

ЖАРА Magazine
Дефицит пресной воды и плодородной земли вызвал всплеск насилия среди древних жителей Атакамы Дефицит пресной воды и плодородной земли вызвал всплеск насилия среди древних жителей Атакамы

Каждого десятого первого земледельца убили в возрасте 25—30 лет

N+1
6 средств, которые нужно выбросить из косметички 6 средств, которые нужно выбросить из косметички

Порядок в косметичке сильно облегчает жизнь

Cosmopolitan
Открыть в приложении