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

Серж Танкян Серж Танкян

Правила жизни музыканта Сержа Танкяна

Esquire
Что делать, если близкий человек попал в опасные отношения? Что делать, если близкий человек попал в опасные отношения?

Что делать, если близкий застрял в паутине абьюза

Psychologies
Три персонажа в поисках сюжета Три персонажа в поисках сюжета

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

GQ
Юлдус Бахтиозина Юлдус Бахтиозина

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

Собака.ru
Криштиану торжествует Криштиану торжествует

Роналду-человек и Роналду-миф. Биография непревзойденного футболиста

Esquire
Достопримечательности мира, опасные для людей Достопримечательности мира, опасные для людей

Оказывается, там, где нас нет, все тоже довольно плохо

Maxim
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
«Запоминают тех, кто сделал продукт массовым, а не выпустил его первым»: главное из интервью основателя Ecwid «Запоминают тех, кто сделал продукт массовым, а не выпустил его первым»: главное из интервью основателя Ecwid

Основателя Ecwid — почему для успеха не нужно быть первооткрывателем

VC.RU
Быть человеком Быть человеком

Что в нашем поведении определяется биологией, а что – жизнью в социуме?

Psychologies
Синдром Марии-Антуанетты: можно ли от стресса поседеть за ночь Синдром Марии-Антуанетты: можно ли от стресса поседеть за ночь

Возможно ли поседение в кратчайшие сроки?

Cosmopolitan
Цемент-2 Цемент-2

Рассказ Дмитрия Захарова, в котором героиня проходит абсурдные собеседования

Esquire
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
У «Гугла» за пазухой У «Гугла» за пазухой

Во что вкладывают деньги корпорации

Maxim
Переживают за всё и за всех! 5 самых тревожных знаков зодиака Переживают за всё и за всех! 5 самых тревожных знаков зодиака

Самые чувствительные знаки зодиака

Cosmopolitan
Биоразлагаемый суперконденсатор напечатали на 3D-принтере Биоразлагаемый суперконденсатор напечатали на 3D-принтере

В Швейцарии напечатали биоразлагаемый суперконденсатор без металлов и пластика

N+1
Почему ребенок ворует и как это прекратить Почему ребенок ворует и как это прекратить

Почему дети воруют и как быть в такой ситуации?

Psychologies
От скромной девочки с Урала до культовой красавицы: как менялась Ирина Шейк От скромной девочки с Урала до культовой красавицы: как менялась Ирина Шейк

Ирина Шейк покорила мировые подиумы и сердца завидных женихов

Cosmopolitan
Загробный мир британцев бронзового века оказался перевернут вверх ногами Загробный мир британцев бронзового века оказался перевернут вверх ногами

Британцы бронзового века представляли загробный мир как жизнь вниз головой

N+1
Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения Инвестируй в гардероб! Как разбогатеть, вкладывая деньги в одежду и украшения

Помогут ли дорогая сумочка или картина модного художника заработать в будущем?

Cosmopolitan
Зрительная память Зрительная память

Сорок лет совместной работы и дружбы двух fashion-легенд — Линдберга и Соццани

Harper's Bazaar
5 отличных моделей мобильных кондиционеров, которые спасут вас от жары 5 отличных моделей мобильных кондиционеров, которые спасут вас от жары

Обзор мобильных кондиционеров, которые могут и охладить, и согреть дом

CHIP
15 привычек продуктивных людей 15 привычек продуктивных людей

Привычки, которые помогут всегда оставаться продуктивными и активными

Psychologies
Летняя депрессия Летняя депрессия

Летом мы можем страдать от сезонной депрессии – летним аффективным расстройством

Здоровье
Все, что вы хотели знать о загаре Все, что вы хотели знать о загаре

Как появляется загар и как «работает» кожа

Популярная механика
Пейзажи пустоты Пейзажи пустоты

Анна Толстова об Александре Гронском и недоверии ко времени и месту

Weekend
Генетическое редактирование спасло приматов от повышенного уровня холестерина Генетическое редактирование спасло приматов от повышенного уровня холестерина

Эффективность редактирования позволила снизить содержание липопротеинов в крови

N+1
13 громких скандалов и курьезов в истории «Евровидения» 13 громких скандалов и курьезов в истории «Евровидения»

Что ты мог пропустить в истории Евровидения

Maxim
Все, что ты хотела знать об интимном лазерном омоложении, но стеснялась спросить Все, что ты хотела знать об интимном лазерном омоложении, но стеснялась спросить

Что такое интимное лазерное омоложение и как оно влияет на секс?

Cosmopolitan
Моя крепость Моя крепость

Добротный и колоритный интерьер для загородного дома

SALON-Interior
Глава из романа Элизабет Уэтмор «Валентайн» Глава из романа Элизабет Уэтмор «Валентайн»

Перевод дебютного романа Элизабет Уэтмор «Валентайн»

СНОБ
Открыть в приложении