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

Спорт высоких напряжений Спорт высоких напряжений

Необычные технологии и гаджеты, уже изменившие соревнования

GQ
История одной фотографии: Питер Линдберг, девушки в мужских рубашках История одной фотографии: Питер Линдберг, девушки в мужских рубашках

Женская мода на белые мужские рубашки началась именно с этой фотографии

Maxim
Златан Ибрагимович Златан Ибрагимович

Правила жизни футболиста Златана Ибрагимовича

Esquire
5 мифов о кондиционерах, которым не стоит верить 5 мифов о кондиционерах, которым не стоит верить

Популярные заблуждения о кондиционерах и их вреде

CHIP
Политические заключенные Политические заключенные

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

GQ
Высокая температура с похмелья: возможные причины и способы облегчить состояние Высокая температура с похмелья: возможные причины и способы облегчить состояние

Что делать, если похмелье сопровождается температурой, и как прийти в себя

Playboy
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
Для тех, кто спит в рабочий полдень. 6 громких фактов о знаменитом полуденном выстреле в Санкт-Петербурге Для тех, кто спит в рабочий полдень. 6 громких фактов о знаменитом полуденном выстреле в Санкт-Петербурге

Пушки с крепости палят, всем часы сверять велят

Maxim
На своем месте На своем месте

В этом году в жизни Владимира Мединского большие перемены

GQ
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
Другая сторона моих недостатков Другая сторона моих недостатков

Мы стесняемся того, что считаем своими изъянами, и стараемся их исправить

Psychologies
Ну правда смешно! Лучшие российские комедийные сериалы Ну правда смешно! Лучшие российские комедийные сериалы

Лучшие российские комедийные сериалы последних лет

Cosmopolitan
Тотьма во мне Тотьма во мне

Алексей Новосёлов уже 8 лет превращает Тотьму в место, куда хочется возвращаться

Seasons of life
Стили рэпа: гид по самым заметным направлениям от восьмидесятых и до наших дней Стили рэпа: гид по самым заметным направлениям от восьмидесятых и до наших дней

Если ты еще думаешь, что весь рэп одинаковый — лови наш мини-справочник

Playboy
Личные драмы звезд фильма «В бой идут одни Личные драмы звезд фильма «В бой идут одни

Как сложилась судьба актеров фильма «В бой идут одни "старики"»

Cosmopolitan
Дерзкая Карди Би: горячие фото королевы хип-хопа Дерзкая Карди Би: горячие фото королевы хип-хопа

Подборка откровенных фото популярной рэперши и история ее карьеры.

Playboy
Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом Kion и «Немцы»: почему стриминг-революция в России забуксовала — на примере сложного политического сериала для взрослых с матом и сексом

О новом сериале Kion «Немцы» и о том, как в России развиваются стриминги

Esquire
Как я переехала в Нью-Йорк и почему вернулась обратно Как я переехала в Нью-Йорк и почему вернулась обратно

Почему наша героиня оставила «американскую мечту» и вернулась в Россию

Psychologies
Упущенные возможности Упущенные возможности

Почему отсутствие инвестиционного риска стало новым главным риском

Forbes
Капитаны дорогого плавания Капитаны дорогого плавания

Кто и зачем идет работать на крупные частные яхты?

Forbes Life
Она самая Она самая

Строитель, актриса и модель Надежда Lertulo о своем теле и принятии себя

Grazia
Маньяки в жизни и в кино: почему нас завораживают образы серийных убийц Маньяки в жизни и в кино: почему нас завораживают образы серийных убийц

Когда и почему медиа стали одержимы маньяками — и каков их образ в культуре

Esquire
Продолжение традиций Продолжение традиций

Маленькая двушка, оформленная под сталинский ампир

Идеи Вашего Дома
Как две капли воды: топ-10 звездных мам и их маленьких копий Как две капли воды: топ-10 звездных мам и их маленьких копий

Очаровательные дочки знаменитых мам, которые похожи на них как две капли воды

Cosmopolitan
10 способов взбодриться в середине дня 10 способов взбодриться в середине дня

Как вернуть себе работоспособность?

Psychologies
Изменяют цвет глаз и лишают зрения: чем опасны средства для роста ресниц Изменяют цвет глаз и лишают зрения: чем опасны средства для роста ресниц

Все хотят иметь длинные, пушистые и темные ресницы

Cosmopolitan
Личные драмы Ходченковой, Деревянко и других звезд сериала «Домашний арест» Личные драмы Ходченковой, Деревянко и других звезд сериала «Домашний арест»

Реальная жизнь звезд сериала «Домашний арест» полна драматических событий

Cosmopolitan
«На фото девочка 20 лет, не больше»: Юлия Ковальчук в трусиках изумила фанатов «На фото девочка 20 лет, не больше»: Юлия Ковальчук в трусиках изумила фанатов

Юлия Ковальчук раскрыла свои секреты идеальной фигуры

Cosmopolitan
Число Данбара не подружилось с современной статистикой Число Данбара не подружилось с современной статистикой

Шведские исследователи не смогли определить точное значение числа Данбара

N+1
Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск

Чего же Маск хотел в сфере нейроинтерфейсов, что сделал и что сможет сделать

Популярная механика
Открыть в приложении