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

Последний сезон Последний сезон

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

GQ
Ни вместе, ни врозь Ни вместе, ни врозь

Почему не каждый хороший любовник станет хорошим мужем?

Psychologies
Пицца высокого полета Пицца высокого полета

Каким будет рацион первых колонизаторов Луны и Марса

GQ
Кубик Рубика и другие антистресс-игрушки: чем мы занимали руки до поп-ит? Кубик Рубика и другие антистресс-игрушки: чем мы занимали руки до поп-ит?

Какие устройства помогали нам успокаивать нервы раньше?

Psychologies
Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
Сергей Шульга, Кирилл Горыня, Кирилл Петров Сергей Шульга, Кирилл Горыня, Кирилл Петров

Основатели компании i-Free продали свой сервис «Кошелек» банку «Тинькофф»

Собака.ru
Три персонажа в поисках сюжета Три персонажа в поисках сюжета

Прима-балерина Светлана Захарова могла бы уйти в политику, но предпочла театр

GQ
Некоторые любят погорячее Некоторые любят погорячее

Герои российских фильмов, спектаклей и книг не вылезают из постели. А мы сами?

Vogue
Что вы будете есть Что вы будете есть

Альтернативные методы, позволяющие выращивать вкусные продукты без ущерба

Men’s Health
Женщин растят «удобными». Быть счастливыми мы учимся сами Женщин растят «удобными». Быть счастливыми мы учимся сами

Многих из нас когда-то спрятали в скорлупу «хорошей девочки»

Psychologies
Джентльменский напор Джентльменский напор

Криминальная сага от режиссёра «Большого куша»

GQ
История самого густонаселенного заповедника пьянства, запрещенных веществ, свободной любви и безделья История самого густонаселенного заповедника пьянства, запрещенных веществ, свободной любви и безделья

Район-город-крепость Коулун в Гонконге был самым свободным местом в мире

Maxim
Лодка — это тоже дом Лодка — это тоже дом

Яхтенный капитан основал верфь и строит поморские суда в Архангельске

Seasons of life
Злая мегера или преданный друг. 10 заповедей мачехи Злая мегера или преданный друг. 10 заповедей мачехи

Как остаться собой и не навредить собственной семье в новой роли мачехи?

СНОБ
5 безумных слухов о Ким Чен Ыне 5 безумных слухов о Ким Чен Ыне

«Бригада радости», частный остров и борьба с похмельем

Maxim
53-летний мужчина отравился белладонной из гомеопатического препарата 53-летний мужчина отравился белладонной из гомеопатического препарата

Как мужчина в Германии отравился гомеопатическим средством

N+1
Путеводитель по Третьяковской галерее Путеводитель по Третьяковской галерее

Старинные иконы, знаменитые картины и скульптуры мастеров XVIII–ХХ столетий

Культура.РФ
Полноприводная Granta, пикап Niva и другие. Топ-10 самых редких Lada Полноприводная Granta, пикап Niva и другие. Топ-10 самых редких Lada

Автомобили Lada, о которых вы вряд ли слышали

РБК
Альбина Джанабаева: Альбина Джанабаева:

Откровенное интервью с Альбиной Джанабаевой

Караван историй
«Журавлиная родина» скворцов: где и зачем в России построили многоэтажное общежитие для певчих птиц «Журавлиная родина» скворцов: где и зачем в России построили многоэтажное общежитие для певчих птиц

На что способны скворцы, живущие в специальном общежитии для певчих птиц

Вокруг света
Почему не стоит говорить коллегам: «Мне нужно, чтобы ты…» Почему не стоит говорить коллегам: «Мне нужно, чтобы ты…»

Как корректно формулировать просьбы, пожелания и замечания на работе

Psychologies
Измерение климата: какова цена «зеленой инфляции» Измерение климата: какова цена «зеленой инфляции»

Актуальность решения экологических проблем планеты — горячая тема

Forbes
История лесозаготовки: от топора до харвестера История лесозаготовки: от топора до харвестера

Как эволюционировал процесс заготовки древесины

Популярная механика
Смешные названия городов Смешные названия городов

Какие существуют города со смешными названиями?

Cosmopolitan
Не на месте: почему возникает внематочная беременность и чем она опасна Не на месте: почему возникает внематочная беременность и чем она опасна

Иногда всё идет не по плану – и наступает внематочная беременность

Cosmopolitan
Взгляд изнутри: 5 книг для тех, кто готов посмотреть на мировую историю без розовых очков Взгляд изнутри: 5 книг для тех, кто готов посмотреть на мировую историю без розовых очков

Книги, которые помогут трезво посмотреть на исторические события

Популярная механика
Музыкальный слух и рациональные решения: как иностранные языки меняют нас к лучшему Музыкальный слух и рациональные решения: как иностранные языки меняют нас к лучшему

Изучение иностранного языка развивает мозг и помогает формировать новые навыки

Популярная механика
Какие книги по саморазвитию мы выбираем сегодня? Какие книги по саморазвитию мы выбираем сегодня?

Как менялся наш интерес к книгам по саморазвитию?

Psychologies
«Человек, который все делает сам, вряд ли может быть успешным»: карьерные советы главы BBDO Group в России «Человек, который все делает сам, вряд ли может быть успешным»: карьерные советы главы BBDO Group в России

Элла Стюарт: «Добиться успеха можно, только если любишь свою работу»

Forbes
5 мифов о кондиционерах, которым не стоит верить 5 мифов о кондиционерах, которым не стоит верить

Популярные заблуждения о кондиционерах и их вреде

CHIP
Открыть в приложении