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

Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров Как создать идеальное тело: 10 ценных советов от фитнес-блогеров

Популярные фитнес-блогеры - о том, как всегда оставаться в хорошей форме

Cosmopolitan
Жертва Жертва

Сценарий Романа Кантора о деле Бейлиса, громком процессе дореволюционной России

Esquire
Как юридически противостоять буллингу в школе Как юридически противостоять буллингу в школе

Издевательствам можно и нужно противостоять, вооружившись буквой закона

СНОБ
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Вам стоит простить себя за то, что вы… Вам стоит простить себя за то, что вы…

Больше не ругать себя за эти мысли и действия

Psychologies
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
Сергей Бугаев. Африка советского рока Сергей Бугаев. Африка советского рока

Сергей Бугаев — о своем детстве и группе «Поп-механика»

Коллекция. Караван историй
Фрол эпохи Возрождения Фрол эпохи Возрождения

Если Москва — большая деревня, то первый парень тут — Фрол Буримский

Tatler
Как сложилась жизнь Рене Зеллвегер и других звезд фильма «Дневник Бриджит Джонс» Как сложилась жизнь Рене Зеллвегер и других звезд фильма «Дневник Бриджит Джонс»

Звезды фильма «Дневник Бриджит Джонс» прошли через ощутимые перемены в жизни

Cosmopolitan
Зверь с тонкой кожей Зверь с тонкой кожей

За свою карьеру Жан-Поль Бельмондо снялся в более чем 90 фильмах

Playboy
Скелеты в шкафу: 12 фильмов о тайнах великих людей Скелеты в шкафу: 12 фильмов о тайнах великих людей

Эти фильмы помогут узнать больше о жизни известных людей

Cosmopolitan
Проявить внимание Проявить внимание

Снимки, сделанные в СССР и России с конца 1940-х до наших дней

Esquire
Какого цвета твое настроение? Какого цвета твое настроение?

Понимание своего настроения важно для планирования задач и общения с людьми

Cosmopolitan
Жесты, перформансы и смертельные номера: что творят футболисты на стадионе Жесты, перформансы и смертельные номера: что творят футболисты на стадионе

Мало просто забить гол, нужно сделать так, чтобы его запомнили

Maxim
Фейс-фитнес за 5 минут: гимнастика для лица, которую можно делать даже на работе Фейс-фитнес за 5 минут: гимнастика для лица, которую можно делать даже на работе

Специальная гимнастика для мышц лица может дать потрясающий результат

Cosmopolitan
Орнитологи переоткрыли скрывавшуюся 16 лет птицу из Венесуэлы Орнитологи переоткрыли скрывавшуюся 16 лет птицу из Венесуэлы

Орнитологи встречали венесуэльского москитеро всего три раза

N+1
Сеанс Сеанс

Культовый и самый эстетский журнал о кино «Сеанс» делает команда энтузиастов

Собака.ru
Юлдус Бахтиозина Юлдус Бахтиозина

Юлдус Бахтиозина ворвалась в кино. Ее дебют — сказка «Дочь рыбака»

Собака.ru
Олег и Марина Газмановы: Олег и Марина Газмановы:

Олег и Марина Газмановы понимают друг друга с полуслова

Караван историй
7 комедийных киноактеров и комиков, которые исполняли драматические роли 7 комедийных киноактеров и комиков, которые исполняли драматические роли

Комедийные актеры, которые блистательно справились с драматическими персонажами

Maxim
От 36 и старше: 12 холостяков-миллиардеров из России От 36 и старше: 12 холостяков-миллиардеров из России

Подборка завидных богатых холостяков

Cosmopolitan
«Хандра хуже холеры»: 7 советов для самоизоляции от русских классиков «Хандра хуже холеры»: 7 советов для самоизоляции от русских классиков

Поэты и писатели подскажут, как пережить непростые времена

Культура.РФ
Почему игры “три в ряд” так популярны Почему игры “три в ряд” так популярны

До какого уровня вы доходили в Candy Crush или Gardenscapes?

Популярная механика
Грунт и асфальт: раллийный триумф Subaru Грунт и асфальт: раллийный триумф Subaru

Лучшие результаты в ралли Великобритании показали три Subaru Impreza 555

Популярная механика
Шеф-повар ресторана Touch Никита Кузьменко — о ферментации и соли из пчел Шеф-повар ресторана Touch Никита Кузьменко — о ферментации и соли из пчел

Интервью с шефом ресторана Touch о том, что такое новая русская кухня

РБК
«Я жесток из-за ее хамства!»: директора «Ленкома» шокировала критика Поргиной «Я жесток из-за ее хамства!»: директора «Ленкома» шокировала критика Поргиной

Марк Варшавер ответил на негативные высказывания вдовы Николая Караченцова

Cosmopolitan
«У моего сына аутизм»: история глазами отца «У моего сына аутизм»: история глазами отца

Папа мальчика с аутизмом о том, почему все эти трудности сделали его сильнее

Psychologies
Детская матрица. Зачем власти нужен «белый интернет» для школьников Детская матрица. Зачем власти нужен «белый интернет» для школьников

Попытки создания социальных матриц пока что не увенчались успехом

СНОБ
Новое лето Новое лето

Элегантная квартира, наполненная атмосферой радости, счастья и лета

SALON-Interior
Открыть в приложении