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

Джентльмен, удачи! Джентльмен, удачи!

Рейф Файнс никогда не остается тем, кем его привыкли считать

GQ
10 правил: как похудеть незаметно 10 правил: как похудеть незаметно

Можно ли похудеть незаметно для себя?

Здоровье
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
Кража века Кража века

Кража раритетов из дрезденской сокровищницы взбудоражила всю Германию

Караван историй
Драгоценный металл Драгоценный металл

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

GQ
Распознать чужие эмоции и понять себя. Отрывок из книги Дэниела Гоулмана «Социальный интеллект. Новая наука о человеческих отношениях» Распознать чужие эмоции и понять себя. Отрывок из книги Дэниела Гоулмана «Социальный интеллект. Новая наука о человеческих отношениях»

Почему умение устанавливать эмоциональные связи важнее, чем показатель IQ

СНОБ
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Семейские ценности Семейские ценности

Потомки старообрядцев, оказавшихся в Забайкалье в XVIII веке, сохранили веру

Вокруг света
Лиля Брик Лиля Брик

Муза русского авангарда, Москва, скончалась в 1978 году

Esquire
Он тебя точно простит: как мириться с разными знаками зодиака Он тебя точно простит: как мириться с разными знаками зодиака

Неважно, что именно ты сделала не так, важно знать, как теперь загладить вину

Cosmopolitan
GQ Super Women GQ Super Women

Главные женщины 2019 года

GQ
Третий лишний: почему Китаю давно стоило смягчить контроль над рождаемостью Третий лишний: почему Китаю давно стоило смягчить контроль над рождаемостью

Новый курс демографической политики КНР не решит проблемы старения населения

Forbes
«Будущее приблизится максимально быстро» «Будущее приблизится максимально быстро»

Что такое цифровая трансформация и куда она в итоге нас приведет

РБК
Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным Одежда из воздуха и цветов: 6 технологий, которые сделали это возможным

Технологии, которые делают моду более этичной и экологичной

РБК
Когда все вокруг стали родителями: 12 чувств бездетной подруги Когда все вокруг стали родителями: 12 чувств бездетной подруги

Что чувствует та, кто не спешит обременять себя материнскими обязанностями?

Cosmopolitan
Советы желающему запыхаться. 10 веселых кардиотренировок Советы желающему запыхаться. 10 веселых кардиотренировок

10 тренировочных мини-программ, каждая из которых занимает всего 20 минут

Maxim
Правила жизни Винтона Серфа Правила жизни Винтона Серфа

Правила жизни Винтона Серфа, создавшего первые протоколы для Интернета

Esquire
Смех из машины Смех из машины

Комедия «Жвалы» и ее странный автор

Weekend
Куда исчезает тополиный пух Куда исчезает тополиный пух

Почему в какой-то момент улицы резко очищаются от летнего снега?

Популярная механика
Жития смешных: 93 факта о «Симпсонах», которые мало кто знает Жития смешных: 93 факта о «Симпсонах», которые мало кто знает

«Симпсоны»!!! Они с каждым сезоном становятся все лучше и лучше

Maxim
Вот почему у древнеегипетских статуй отбитые носы Вот почему у древнеегипетских статуй отбитые носы

Носы отсутствуют у большинства из сфинксов, и это неспроста

Maxim
Демографическое давление привело к росту насилия в Древней Японии периода Яей Демографическое давление привело к росту насилия в Древней Японии периода Яей

Антропологи проанализировали человеческие останки из погребений с острова Кюсю

N+1
Один день с Гарри Нуриевым Один день с Гарри Нуриевым

Как устроены трудовые будни дизайнера

AD
Летний кинотеатр: фильмы про молодость, драйв и свободу Летний кинотеатр: фильмы про молодость, драйв и свободу

Фильмы с настроением беспечности и предвкушения безграничных возможностей

Seasons of life
«После 45 лет не предлагать»: что мешает успешной карьере возрастного менеджера «После 45 лет не предлагать»: что мешает успешной карьере возрастного менеджера

Эксперт: чтобы стать успешным после 45 лет, стоит научиться учиться

Forbes
Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова Зураб Джапаридзе. Я был тенью Баталова

Зураб Джапаридзе о наследстве Алексея Баталова

Коллекция. Караван историй
«Отец предавал меня всю жизнь, но осознала я это только после его смерти» «Отец предавал меня всю жизнь, но осознала я это только после его смерти»

Отношения с родителями во многом определяют линию нашей собственной жизни

Psychologies
Что в токене тебе моем Что в токене тебе моем

Что такое NFT и как этот термин связан с миром современного искусства

AD
Чтобы ощущать легкость и не поправиться: как правильно питаться в сильную жару Чтобы ощущать легкость и не поправиться: как правильно питаться в сильную жару

Эксперт: как питаться в жару, чтобы хорошо себя чувствовать

Cosmopolitan
Загореть, но не обгореть: как избежать солнечного ожога, и почему его нельзя мазать сметаной Загореть, но не обгореть: как избежать солнечного ожога, и почему его нельзя мазать сметаной

Ровный загар - неотъемлемый атрибут хорошего отдыха и веселых каникул

Популярная механика
Открыть в приложении