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

Воля Салаха Воля Салаха

Мохамед Салах — величайший футбольный игрок. Не сегодня — так завтра

GQ
Вывести на главную: самые громкие инсталляции, возникшие на площадях мировых столиц Вывести на главную: самые громкие инсталляции, возникшие на площадях мировых столиц

Известные художники, подаривших свои скульптуры центральным площадям городов

Esquire
Сам себе режиссер Сам себе режиссер

История самого кинематографичного во Франции побега из тюрьмы

GQ
Любовные страсти звезд сериала «Озабоченные»: Шалаевой, Колокольникова и других Любовные страсти звезд сериала «Озабоченные»: Шалаевой, Колокольникова и других

Как складывается личная жизнь артистов, сыгравших в сериале «Озабоченные»

Cosmopolitan
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
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
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Босые на морозе: как воспитывали детей советские педагоги Никитины Босые на морозе: как воспитывали детей советские педагоги Никитины

Никитиных называли гениальными — педагогов знали в Японии, Европе и США

Cosmopolitan
У «Гугла» за пазухой У «Гугла» за пазухой

Во что вкладывают деньги корпорации

Maxim
Сбыт по частям: сколько денег Безос получил от продажи своих акций Amazon и на что их потратил Сбыт по частям: сколько денег Безос получил от продажи своих акций Amazon и на что их потратил

На что Джефф Безос тратит свой капитал?

Forbes
Я/мы. Что нас объединяет? Я/мы. Что нас объединяет?

Психолог Тахир Базаров размышляет о том, как изменилась социальная дистанция

Psychologies
Новый король ринга: как Тони Хан покончил с монополией в рестлинге Новый король ринга: как Тони Хан покончил с монополией в рестлинге

Тони Хан создал реальную угрозу для WWE Винса Макмэна

Forbes
Ed-Tech. Онлайн-образование Ed-Tech. Онлайн-образование

Как зарабатывать на пробелах государственной образовательной системы

Esquire
Древнейшему золотому украшению юга Германии оказалось 3800 лет Древнейшему золотому украшению юга Германии оказалось 3800 лет

В женском захоронении раннего бронзового века найдено украшение из золота

N+1
Физики впервые измерили две скорости звука в сверхтекучей пленке Физики впервые измерили две скорости звука в сверхтекучей пленке

Двухжидкостная модель теперь подтверждена и для двумерных сверхтекучих жидкостей

N+1
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
Вино vs пиво: есть ли разница в опьянении и похмелье от этих напитков Вино vs пиво: есть ли разница в опьянении и похмелье от этих напитков

Правда ли, что винное похмелье тяжелее пивного?

Playboy
Любовь на экспорт: знаменитые россиянки, вышедшие замуж за иностранцев Любовь на экспорт: знаменитые россиянки, вышедшие замуж за иностранцев

Российские звезды, которые выбрали в мужья заграничных парней

Cosmopolitan
Могут ли секс-игрушки заменить партнера? Могут ли секс-игрушки заменить партнера?

Отношение общества к культуре секса меняется

Psychologies
Место под солнцем: почему загорать полезно для тела и для души Место под солнцем: почему загорать полезно для тела и для души

Полежать под горячими лучами полезно и для тела, и для души

Psychologies
5 способов развить интуицию 5 способов развить интуицию

Интуиция есть у всех, и это навык, который можно и нужно развивать

Psychologies
Живительный церий Живительный церий

Прообразы будущих препаратов, которые могли бы получить практическое применение

Наука и жизнь
Подои меня нежно Подои меня нежно

Доильный аппарат создает у коровы впечатление, будто она кормит теленка

Наука
Нас обманывают! Как старые пластические операции выдают за новые — еще и дороже Нас обманывают! Как старые пластические операции выдают за новые — еще и дороже

Иногда за новыми косметическими процедурами стоят старые технологии

Cosmopolitan
Дерзкие дети: исправить, но не сломать Дерзкие дети: исправить, но не сломать

Что делать, если ваш ребенок считает себя умнее всех и не признает авторитетов?

Psychologies
Возьми с собой в отпуск: 10 легких сериалов для летних вечеров Возьми с собой в отпуск: 10 легких сериалов для летних вечеров

Собрали для вас «чемоданчик» сериалов на лето

Cosmopolitan
Невроз и рак: чем болели Андрей Губин, Шура и другие русские звезды 90-х Невроз и рак: чем болели Андрей Губин, Шура и другие русские звезды 90-х

Марина Хлебникова, Шура, Губин — куда исчезли любимцы миллионов в зените славы?

Cosmopolitan
На Саяно-Шушенскую ГЭС — за рулем полноприводного кроссовера Skoda Karoq. Тест-драйв На Саяно-Шушенскую ГЭС — за рулем полноприводного кроссовера Skoda Karoq. Тест-драйв

Полный привод — не единственное новшество Skoda Karoq

СНОБ
«Вы ботаник? Это прекрасно!»: Пол Грэм о том, почему «яростные ботаники» — недооценённая группа «Вы ботаник? Это прекрасно!»: Пол Грэм о том, почему «яростные ботаники» — недооценённая группа

Эти люди часто кажутся застенчивыми, но они умны и конкурентноспособны

VC.RU
Археологи осветили пещеру палеолитическими методами Археологи осветили пещеру палеолитическими методами

Ученые установили основные источники света, которые использовали люди палеолита

N+1
Открыть в приложении