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

Драгоценный металл Драгоценный металл

Купить автомобиль в Советском Союзе было все равно что слетать за границу

GQ
«Хороший» жир: 10 продуктов, которых вообще не нужно бояться «Хороший» жир: 10 продуктов, которых вообще не нужно бояться

Cписок полезных жиров. Помни: они делают твою кожу, волосы и ногти здоровыми!

VOICE
Прилетит вдруг мошенник Прилетит вдруг мошенник

Режиссер Питер Джексон был властелином старинных самолетов в Новой Зеландии

GQ
10 фильмов с Уиллом Смитом, которые должен увидеть каждый 10 фильмов с Уиллом Смитом, которые должен увидеть каждый

Лучшие фильмы с участием Уилла Смита

Cosmopolitan
Три персонажа в поисках сюжета Три персонажа в поисках сюжета

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

GQ
10 современных технологий, делающих жизнь безопаснее 10 современных технологий, делающих жизнь безопаснее

Десять технологических решений для тех, кто заботится о своей безопасности

Популярная механика
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Прививка иронией: как Южная Корея преодолела упадок и стала центром высоких технологий Прививка иронией: как Южная Корея преодолела упадок и стала центром высоких технологий

Отрывок из книги «Корейская волна. Как маленькая страна покорила весь мир»

Forbes
Война за воспитание Война за воспитание

Что делать, если в семье ругань из-за педагогических методов

Psychologies
В балтийском янтаре обнаружили паразитирующий на муравьях гриб В балтийском янтаре обнаружили паразитирующий на муравьях гриб

Исследователи открыли новый вид паразитирующих грибов, похожих на кордицепс

N+1
Шоу «Голос»: я выбираю тебя Шоу «Голос»: я выбираю тебя

История выборов президента в нашей стране

GQ
Пассивная агрессия: что делать, если он тебя не обижает, но это больно Пассивная агрессия: что делать, если он тебя не обижает, но это больно

Как выявить пассивную агрессию у партнера и как с ней бороться?

Cosmopolitan
Право на восхождение Право на восхождение

Рождаемся мы личностью или становимся?

Psychologies
Как архитектура впала в детство Как архитектура впала в детство

Утопия «Аркигрэма» — одна из популярнейших архитектурных утопий

Weekend
Как сложились судьбы групп «Фабрики звезд»: «Корни», «Челси», «Тутси» и другие Как сложились судьбы групп «Фабрики звезд»: «Корни», «Челси», «Тутси» и другие

Как сейчас живут группы «Фабрики звезд»?

Cosmopolitan
Вышел Ratchet & Clank: Rift Apart — новый экшн-блокбастер для PlayStation 5. Рассказываем, получилось ли у разработчиков совершить прорыв Вышел Ratchet & Clank: Rift Apart — новый экшн-блокбастер для PlayStation 5. Рассказываем, получилось ли у разработчиков совершить прорыв

Каким вышло продолжение Ratchet & Clank и чего добились разработчики?

Esquire
Родина русского стиля. Музеи и мастерские Иваново и Палеха Родина русского стиля. Музеи и мастерские Иваново и Палеха

Резные ставни, яркий ситец и интерьеры «итальянского палаццо» в Иваново

Seasons of life
«Есть стереотип, что надо выпить, чтобы спеть»: зачем предприниматель вложил $1,5 млн в кабинки для караоке в России «Есть стереотип, что надо выпить, чтобы спеть»: зачем предприниматель вложил $1,5 млн в кабинки для караоке в России

Армен Погосян и его Bellis Karaoke Box производит караоке-боксы

VC.RU
Роман с иностранцем и неравный брак: личная жизнь звездных актрис сериала «След» Роман с иностранцем и неравный брак: личная жизнь звездных актрис сериала «След»

Звезд сериала «След» буквально завоевывали мужчины

Cosmopolitan
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
#glam_profashion: Гоша Карцев #glam_profashion: Гоша Карцев

Умеющий показаться суровым стилист с добрым сердцем и острым языком

Glamour
Жена после развода сразу нашла другого: что делать и каких ошибок избегать Жена после развода сразу нашла другого: что делать и каких ошибок избегать

Как быть, если у твоей бывшей появился кто-то другой

Playboy
Впечатляющие преображения Марины Зудиной: от нежной красотки до роковой дамы Впечатляющие преображения Марины Зудиной: от нежной красотки до роковой дамы

Марина Зудина часто экспериментировала с имиджем и демонстрировала яркие образы

Cosmopolitan
Невидимые войны: 5 конфликтов ХХ века, унесших миллионы жизней Невидимые войны: 5 конфликтов ХХ века, унесших миллионы жизней

В тени крупнейших войн всегда остается множество менее глобальных

Вокруг света
Если нельзя, но очень хочется Если нельзя, но очень хочется

Как власти относились к Андрею Сахарову

Дилетант
Доброта спасет мир: 5 фильмов, которые вернут тебе веру в человечество Доброта спасет мир: 5 фильмов, которые вернут тебе веру в человечество

Лучшие фильмы, герои которых думали, что хуже жизни и быть не может

Cosmopolitan
«Ты» или «вы»: как взрослые должны обращаться к детям? «Ты» или «вы»: как взрослые должны обращаться к детям?

Эксперт: как корректно обращаться к детям?

Psychologies
Самая продаваемая в Колумбии книга. Отрывок из «Суки» Пилар Кинтаны Самая продаваемая в Колумбии книга. Отрывок из «Суки» Пилар Кинтаны

Отрывок из откровенной и проникновенной книги Пилар Кинтаны

СНОБ
Что говорит о тебе твое рукопожатие Что говорит о тебе твое рукопожатие

Ученые поговорили с мужскими рукопожатиями и выделили пять их типов

Maxim
10 крутых приложений для идеального селфи 10 крутых приложений для идеального селфи

Программы для селфи на Андроид и iPhone, которые превратят фото в искусство

Cosmopolitan
Открыть в приложении