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

Индустрия Индустрия

Истории десяти людей, стоящих за последними кино- и сериальными сенсациями

Esquire
Как избавиться от первых признаков старения — морщин на шее Как избавиться от первых признаков старения — морщин на шее

Тебе кажется, что на шее наметились морщины?

Cosmopolitan
Политические заключенные Политические заключенные

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

GQ
Альцгеймер подождет! Альцгеймер подождет!

Что делать, чтобы Альцгеймер подождал

Здоровье
Сам себе режиссер Сам себе режиссер

История самого кинематографичного во Франции побега из тюрьмы

GQ
Европейские средневековые погребения вскрыли в VI–VII веках не только для грабежа Европейские средневековые погребения вскрыли в VI–VII веках не только для грабежа

Исследованы следы проникновения в тысячах нарушенных захоронений

N+1
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Робохимику поручили проверку гипотез о зарождении жизни Робохимику поручили проверку гипотез о зарождении жизни

Химики создали робота, который может самостоятельно проводить химические реакции

N+1
Рестораны Рестораны

Гастрокритик Михаил Лопатин вспоминает главные ресторанные тренды Москвы 2000-х

Esquire
Первые изготовители каменных орудий пришли в Южный Тибет не позднее 5200 лет назад Первые изготовители каменных орудий пришли в Южный Тибет не позднее 5200 лет назад

Ученые: люди заселили Тибет около 5500 лет назад

N+1
Развод по-французски Развод по-французски

Марта Ришар осталась в истории как человек, закрывший все публичные дома

Playboy
Самолеты над стадионом. Писатель Дмитрий Данилов — о сумерках в Красково Самолеты над стадионом. Писатель Дмитрий Данилов — о сумерках в Красково

Дмитрий Данилов — о самом долгожданном моменте лета

РБК
В натуре разборки В натуре разборки

Что происходит с косметической империей бизнесмена Андрея Трубникова?

Esquire
От Кардашьян до Бекхэма: знаменитости, помешанные на уборке От Кардашьян до Бекхэма: знаменитости, помешанные на уборке

Эти актеры и спортсмены предпочитают заниматься домашними делами самостоятельно

Cosmopolitan
Как перенести данные с Андроида на Айфон: пошаговая инструкция Как перенести данные с Андроида на Айфон: пошаговая инструкция

Как перенести данные с Андроида на Айфон, используя одно приложение

CHIP
«Третья смена»: как красота мешает женщинам жить «Третья смена»: как красота мешает женщинам жить

Что такое третья смена и как она влияет на жизнь женщин

Cosmopolitan
Я и моя тень: знаменитости и их домашние животные — точные копии хозяев Я и моя тень: знаменитости и их домашние животные — точные копии хозяев

Домашние животные Анастасии Решетовой, Насти Каменских и других селебрити

Cosmopolitan
#экономикабренда: Валерия Чекалина #экономикабренда: Валерия Чекалина

Ждем полную версию

Glamour
Кризисная эпоха в Древнем Египте привела к изменению источников металла Кризисная эпоха в Древнем Египте привела к изменению источников металла

Погребальные предметы указали на изменение торговых отношений в Древнем Египте

N+1
Вспомнить всё Вспомнить всё

О чем мечтали в детстве звезды российской футбольной сборной?

Men’s Health
10 книг о здоровье, которые интересно читать 10 книг о здоровье, которые интересно читать

Эти 10 книг рассказывают о том, как мы устроены

РБК
Дмитрий Губерниев Дмитрий Губерниев

Правила жизни телеведущего Дмитрия Губерниева

Esquire
Естественный Медведев. Мысли о самом недооцененном политике современной России Естественный Медведев. Мысли о самом недооцененном политике современной России

Дмитрий Медведев мог бы стать президентом, способным повести страну вперед

СНОБ
Орнитологам не удалось обмануть соек с помощью двух классических фокусов Орнитологам не удалось обмануть соек с помощью двух классических фокусов

Орнитологи из Кембриджа изучили, как сойки воспринимают фокусы

N+1
Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия? Энергия оргазма: в чем секрет женского удовольствия?

Как даосская традиция описывает женский оргазм?

Psychologies
Как я подрабатывала гейшей в Японии Как я подрабатывала гейшей в Японии

Отрывок из книги Марины Чижовой «Дневник современной гейши»

Psychologies
Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения

Помогут ли дорогая сумочка или картина модного художника заработать в будущем?

Cosmopolitan
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
Нужно ли ребенку летом заниматься школьными предметами? Нужно ли ребенку летом заниматься школьными предметами?

Чем детям все-таки стоит заниматься на каникулах?

Psychologies
Крепкий орешек за баранкой Крепкий орешек за баранкой

«Ледяной драйв», олдскульый боевик с Лиамом Нисоном

Weekend
Открыть в приложении