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

Цветы жизни Цветы жизни

Лев Рубинштейн — о разных ипостасях роз и обманутых ожиданиях

GQ
В руинах поселения V тысячелетия до нашей эры нашли один из древнейших храмов Ирана В руинах поселения V тысячелетия до нашей эры нашли один из древнейших храмов Ирана

Археологи нашли в Иране культовый центр эпохи энеолита

N+1
Вечное перо Вечное перо

Февраль, стоит ему начаться, напоминает нам о таком явлении, как чернила

GQ
Mary Gu Mary Gu

Блиц-вопросы певице и блогеру Mary Gu

ЖАРА Magazine
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Химики превратили биоразлагаемые вилки в пену Химики превратили биоразлагаемые вилки в пену

Вилки из биопластика превратили в пену с помощью углекислого газа

N+1
Политические заключенные Политические заключенные

Большая политика — это игра с большими ставками: на кону деньги, карьера, жизнь

GQ
Анжелика Варум. Свободная Анжелика Варум. Свободная

Анжелика Варум не успела как следует помечтать о замужестве

Коллекция. Караван историй
Восстановленному верить Восстановленному верить

Ваш мозг чувствует себя гораздо бодрее только при активном восстановлении

Men’s Health
Каннабис, премиум-шампанское и агенты для спортсменов: на чем заработал свои $1,4 млрд первый рэпер-миллиардер Jay-Z Каннабис, премиум-шампанское и агенты для спортсменов: на чем заработал свои $1,4 млрд первый рэпер-миллиардер Jay-Z

Jay-Z первый рэпер-миллиардером, заработавший состояние не только на музыке

VC.RU
Том Хэнкс Том Хэнкс

Правила жизни актера Тома Хэнкса

Esquire
Почему суррогатное материнство больше не стыдно: разбираем на примере звезд Почему суррогатное материнство больше не стыдно: разбираем на примере звезд

Кто из российских знаменитостей стал счастливым родителем благодаря сурмамам?

Cosmopolitan
Лана Дель Рей Лана Дель Рей

Правила жизни Ланы Дель Рей

Esquire
Трое, не считая собаки Трое, не считая собаки

У нас было два дня, один щенок и три яркие модели, знающие всё о путешествиях

Cosmopolitan
Как Китай меняет людей и может ли иностранка стать «своей». Отрывок из книги Катерины Кулик «Лаовай» Как Китай меняет людей и может ли иностранка стать «своей». Отрывок из книги Катерины Кулик «Лаовай»

Отрывок из книги Катерины Кулик о её жизни в Китае

СНОБ
Преступления, раскрытые признаниями на смертном одре Преступления, раскрытые признаниями на смертном одре

Все как в том детективе, только по-настоящему!

Maxim
Тогда и сейчас: самые дерзкие преображения культовой актрисы Анджелины Джоли Тогда и сейчас: самые дерзкие преображения культовой актрисы Анджелины Джоли

Самые популярные и необычные образы Анджелины Джоли

Cosmopolitan
20 признаков того, что у вас с ним ничего не получится 20 признаков того, что у вас с ним ничего не получится

Как ведут себя мужчины, не имеющие на девушку серьезных планов.

Cosmopolitan
20 самых высокооплачиваемых профессий с низким уровнем стресса 20 самых высокооплачиваемых профессий с низким уровнем стресса

Перспективные профессии с низким уровнем стресса

Inc.
Телесная осознанность: зачем она нужна и как может изменить жизнь к лучшему Телесная осознанность: зачем она нужна и как может изменить жизнь к лучшему

Мысли и желания способны оказывать влияние на здоровье и состояние нашего тела

Cosmopolitan
Как добиться сияющей кожи? Секреты голливудского косметолога Как добиться сияющей кожи? Секреты голливудского косметолога

Простая система ухода за собой, которая не требует серьезных денежных вложений!

Cosmopolitan
Космическая археология: памятники, обнаруженные свысока Космическая археология: памятники, обнаруженные свысока

Кому предназначали обитатели пустыни Наска свои гигантские рисунки?

Популярная механика
Мышление роста. Как научиться саморазвитию и кому это нужно Мышление роста. Как научиться саморазвитию и кому это нужно

Почему нужно постоянно развивать свои знания и как перестать бояться неудач

СНОБ
Токс-шоу Токс-шоу

Порой в отпуске больше всего хочется отдохнуть не от работы, а от коллег

Cosmopolitan
12 главных фильмов лета 12 главных фильмов лета

Лучшие фильмы для лета: о британской музыке девяностых и взрослении

РБК
«Все художницы стоят меньше, чем один Пикассо»: почему женщины отказываются быть музами и становятся творцами «Все художницы стоят меньше, чем один Пикассо»: почему женщины отказываются быть музами и становятся творцами

Дискуссия с женщинами из арт-мира о том, как состояться в искусстве

Forbes
Сеанс Сеанс

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

Собака.ru
Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков Как отказаться от сладкого навсегда: методики для сахароголиков

Как бороться с сахарной зависимостью? Две самых популярных методики.

Cosmopolitan
10 сериалов, которые нужно посмотреть вдвоем 10 сериалов, которые нужно посмотреть вдвоем

Подборка сериалов, которые можно посмотреть вдвоем с возлюбленным

Cosmopolitan
Личная жизнь звезд сериала «Света с того света»: Марии Машковой и других Личная жизнь звезд сериала «Света с того света»: Марии Машковой и других

Узнай о личной жизни актрисы и других звезд киноистории «Света с того света»

Cosmopolitan
Открыть в приложении