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

После ограбления сжечь После ограбления сжечь

Как удалось провернуть самое крупное ограбление в истории США?

GQ
«Sister to sister. Бизнес-истории от Ирины Хакамады, Ирины Эльдархановой, Дарьи Петра и других удивительных женщин». Отрывок из книги «Sister to sister. Бизнес-истории от Ирины Хакамады, Ирины Эльдархановой, Дарьи Петра и других удивительных женщин». Отрывок из книги

Отрывок из книги «Sister to sister» — о секретах успеха рассказывает Дарья Петра

СНОБ
Сам себе режиссер Сам себе режиссер

История самого кинематографичного во Франции побега из тюрьмы

GQ
Сергей Полунин: «Разве цель искусства не создание новых ценностей и нового общества?» Сергей Полунин: «Разве цель искусства не создание новых ценностей и нового общества?»

Выдающийся танцовщик — о спектакле «Распутин» и о том, как устроен мир балета

Эксперт
Три персонажа в поисках сюжета Три персонажа в поисках сюжета

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

GQ
Какими бывают тяжёлые российские ракеты Какими бывают тяжёлые российские ракеты

Не «Союзом» единым: главные вопросы о классах российских ракет-носителей

VC.RU
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
Электроны и котики Электроны и котики

Электроны и котики

Наука и жизнь
@V0Vo4ka, к доске! @V0Vo4ka, к доске!

Человечество убедилось, что очень многим совершенно незачем выходить из дома

Maxim
Черно-красные малюры потускнели из-за лесных пожаров Черно-красные малюры потускнели из-за лесных пожаров

Пожары заставили многих птиц сохранить сероватое оперение

N+1
Павел Дуров Павел Дуров

Правила жизни Павла Дурова

Esquire
То самое белое платье, бикини и мешок из-под картошки: 10 самых знаковых модных моментов Мэрилин Монро То самое белое платье, бикини и мешок из-под картошки: 10 самых знаковых модных моментов Мэрилин Монро

Мэрилин Монро не только великая актриса, но и икона стиля

Esquire
15 мыслей Алексея Мишина 15 мыслей Алексея Мишина

Профессор фигурного катания рассказал о новом ледниковом периоде

GQ
7 признаков эмоционально недоступного партнера 7 признаков эмоционально недоступного партнера

Можно ли сблизиться с закрытым человеком?

Psychologies
На пути к Женеве: чем запомнились встречи президентов России и США На пути к Женеве: чем запомнились встречи президентов России и США

Краткая и непоучительная история встреч глав России и США

Эксперт
«Левиафан» по косточкам: почему для режиссера Андрея Звягинцева не существует случайностей «Левиафан» по косточкам: почему для режиссера Андрея Звягинцева не существует случайностей

Несколько кадров из «Левиафана» с пояснениями и ответами Звягинцева

Forbes
«Токсичное» позитивное мышление: как выбраться из ловушки ложного оптимизма «Токсичное» позитивное мышление: как выбраться из ловушки ложного оптимизма

Еще недавно позитивное мышление преподносилось как «волшебная таблетка»

Psychologies
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
60 важных вопросов, которые помогут лучше узнать себя, друзей и близких 60 важных вопросов, которые помогут лучше узнать себя, друзей и близких

Как лучше понять себя и своих близких?

Psychologies
#семейныеценности: The Kukoyaka’s #семейныеценности: The Kukoyaka’s

Кто главный в самой жизнерадостной семье российского инстаграма и тиктока

Glamour
Русский Гамлет побил $1 млн: на торгах русского искусства — четыре мировых рекорда Русский Гамлет побил $1 млн: на торгах русского искусства — четыре мировых рекорда

Новый мировой рекорд цены за работу Левицкого — £862 500

Forbes
Последняя миля: кто и как зарабатывает на компактном электротранспорте Последняя миля: кто и как зарабатывает на компактном электротранспорте

Заменит ли электротранспорт привычные автомобили и мотоциклы

РБК
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
IT с неограниченными возможностями: как человеку с особенностями здоровья устроиться на достойную работу IT с неограниченными возможностями: как человеку с особенностями здоровья устроиться на достойную работу

Сотрудники-инвалиды — сложная и деликатная тема для любого бизнеса

Популярная механика
Повод для вызова Повод для вызова

Прямая речь актрисы и режиссера Светланы Устиновой

OK!
Суд не последней инстанции: как женщины защищают свои права в ООН, ЕСПЧ и ОБСЕ Суд не последней инстанции: как женщины защищают свои права в ООН, ЕСПЧ и ОБСЕ

Что делать, если возбудить дело, связанное с насилием, в России не удается?

Forbes

Что нужно изменить в себе, чтобы обратить на себя внимание миллиардера

Cosmopolitan
10 физических упражнений, которые сделают тебя богом в постели 10 физических упражнений, которые сделают тебя богом в постели

Становая тяга, приседания и другие упражнения, которые улучшат интимную жизнь

Maxim
Ботокс для волос: как делать и что нужно знать перед процедурой Ботокс для волос: как делать и что нужно знать перед процедурой

Ботокс для волос: механизм работы, польза, риски и альтернативы процедуре

РБК
3 правила идеальной формы бровей 3 правила идеальной формы бровей

Создание образа начинается с оформления бровей

Cosmopolitan
Открыть в приложении