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
«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
Три персонажа в поисках сюжета Три персонажа в поисках сюжета

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

GQ
Попались на джинсе Попались на джинсе

Когда тебе нужен дорогой винтажный деним, выясняется, что мода – грязное дело

Playboy
Сознание — сила Сознание — сила

Медитация. Что это за практика, в чем причина ее популярности и нужна ли она вам

GQ
10 книг о любви, в которых хочется затеряться 10 книг о любви, в которых хочется затеряться

В каждой из этих книг - удивительная история любви

Cosmopolitan
Последний сезон Последний сезон

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

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
Мало, мало, мало огня Мало, мало, мало огня

Год, когда непостижимость божественного замысла включилась на максимум

Tatler
Радость бытия Радость бытия

Квартира для девушки-студентки в стиле фьюжн

Идеи Вашего Дома
Александр Сокуров Александр Сокуров

Правила жизни Александра Сокурова

Esquire
И себе, и людям И себе, и людям

Что такое социальное предпринимательство в России?

Harper's Bazaar
Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Пэрис Хилтон в Кремниевой долине: как королева вечеринок зарабатывает на блокчейне Пэрис Хилтон в Кремниевой долине: как королева вечеринок зарабатывает на блокчейне

Пэрис Хилтон инвестировала в криптовалюты до того, как это стало мейнстримом

Forbes
14 фильмов и сериалов, которые подарили нам мемы 14 фильмов и сериалов, которые подарили нам мемы

Мемы из фильмов: от Ди Каприо с бокалом до замерзшего Джека Николсона

GQ
Зачем War Thunder заказал трек-рекламу у Моргенштерна и что от этого получил — рассказывает директор по маркетингу Зачем War Thunder заказал трек-рекламу у Моргенштерна и что от этого получил — рассказывает директор по маркетингу

Для чего создатели игры War Thunder сделали рекламу с Моргенштерном?

VC.RU
Она самая Она самая

Строитель, актриса и модель Надежда Lertulo о своем теле и принятии себя

Grazia
Лето в городе Лето в городе

Три главных тренда лета – отдых, спорт и экология

Здоровье
Как я живу на 130 тысяч в месяц: история программистки из Ростова-на-Дону Как я живу на 130 тысяч в месяц: история программистки из Ростова-на-Дону

Как живет ростовская программистка с бюджетом 130 тысяч в месяц

Cosmopolitan
10 самых причудливых научных открытий последних лет 10 самых причудливых научных открытий последних лет

Новости серьёзные и не очень, касающиеся животных, планеты и нас самих

Популярная механика
Как Джессика Альба ушла из кинематографа и преуспела в бизнесе Как Джессика Альба ушла из кинематографа и преуспела в бизнесе

В 2017 году Альба пропала с радаров — но куда? Давайте разберемся

РБК
Кайли Миноуг, Юлия Волкова и еще 7 знаменитых женщин, преодолевших рак Кайли Миноуг, Юлия Волкова и еще 7 знаменитых женщин, преодолевших рак

Ни cлава, ни богатство не дают гарантий того, что рак удастся избежать

Cosmopolitan
Бег без препятствий Бег без препятствий

Плюсы и минусы бега

Здоровье
Камышовки поднялись на шесть километров во время перелета над Сахарой и Средиземным морем Камышовки поднялись на шесть километров во время перелета над Сахарой и Средиземным морем

Дроздовидные камышовки во время миграций дважды в год пересекают Сахару

N+1
Эпоха Возрождения Эпоха Возрождения

Исторический тосканский особняк

SALON-Interior
Развод во время беременности Развод во время беременности

По статистике распадается примерно половина всех браков

9 месяцев
Стресс и ПМС Стресс и ПМС

Как эмоциональные встряски влияют на женское здоровье?

Лиза
Ради спасения планеты: как биотех-стартап Zymergen провел IPO и зачем ему это нужно Ради спасения планеты: как биотех-стартап Zymergen провел IPO и зачем ему это нужно

Почему инвесторы поверили в Zymergen?

Forbes
«Много обещаний, мало результата»: почему беспилотники не стали повсеместным транспортом, как обещали разработчики «Много обещаний, мало результата»: почему беспилотники не стали повсеместным транспортом, как обещали разработчики

Времени и денег на создание безопасных машин нужно еще много

VC.RU
Привет, 90-е! 14 любимых передач из нашего детства Привет, 90-е! 14 любимых передач из нашего детства

«Зов джунглей», «В мире животных» и другие любимые передачи детей 90-х

Cosmopolitan
Открыть в приложении