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

Рыцарь счастливого образа Рыцарь счастливого образа

Сэр Энтони Хопкинс в драме «Отец»

GQ
Барак Обама и Опра Уинфри рекомендуют. Джеймс Макбрайд: «Дьякон Кинг Конг» Барак Обама и Опра Уинфри рекомендуют. Джеймс Макбрайд: «Дьякон Кинг Конг»

Глава из книги «Дьякон Кинг Конг» Джеймса Макбрайда

СНОБ
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Коллекция автомобилей Пирса Броснана идеально соответствует статусу бывшего агента 007 Коллекция автомобилей Пирса Броснана идеально соответствует статусу бывшего агента 007

Изучаем содержимое гаража агента 007 Пирса Броснана

GQ
Политические заключенные Политические заключенные

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

GQ
Джетлаг: как перестать страдать и получить удовольствие от путешествия Джетлаг: как перестать страдать и получить удовольствие от путешествия

Эксперты — о том, как безболезненно перенести смену часовых поясов в путешествии

Популярная механика
Криштиану торжествует Криштиану торжествует

Роналду-человек и Роналду-миф. Биография непревзойденного футболиста

Esquire
Торговая война США и Китая «взрастила гиганта»: история онлайн-магазина Shein, который обходит по продажам Zara и H&M Торговая война США и Китая «взрастила гиганта»: история онлайн-магазина Shein, который обходит по продажам Zara и H&M

Как Shein устроил продажи и что его ждет в будущем?

VC.RU
Вопросы в лоб Вопросы в лоб

Секс, кровь и бриллианты — в новом сезоне «Содержанок»

Vogue
#семейныеценности: The Kukoyaka’s #семейныеценности: The Kukoyaka’s

Кто главный в самой жизнерадостной семье российского инстаграма и тиктока

Glamour
“Мне пришлось доказывать, что я жива” “Мне пришлось доказывать, что я жива”

Однажды 36-летнюю Кристину Бальчеву признали умершей

Psychologies
Спутник Sentinel-5 по выбросам газа предсказал маленькое извержение вулкана за 40 минут до его начала Спутник Sentinel-5 по выбросам газа предсказал маленькое извержение вулкана за 40 минут до его начала

Перед взрывом вулкан Вакаари утроил выбросы диоксида серы

N+1
Food-Tech. Даркстор-доставка Food-Tech. Даркстор-доставка

Дарксторы сражаются с районными супермаркетами за семейный бюджет

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

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

Maxim
4 шага, чтобы наладить диалог со своей Тенью 4 шага, чтобы наладить диалог со своей Тенью

Что общего между перфекционизмом, заниженной самооценкой и трудной судьбой?

Psychologies
Просто вместе Просто вместе

Они доказывают всем вокруг, что дружба между женщиной и мужчиной реальна

Harper's Bazaar
Как выбрать сиделку для близкого человека Как выбрать сиделку для близкого человека

На что обратить внимание, подбирая сиделку

СНОБ
Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса» Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса»

Кирилл Серебренников — о лете, границах, голосовых сообщениях и искусстве

РБК
Красная королева советского подиума: трагическая судьба Регины Збарской Красная королева советского подиума: трагическая судьба Регины Збарской

Регина Збарская — «самое красивое оружие Кремля»

Cosmopolitan
Болезнь дочери, скандалы с Эмбер Херд и крах карьеры: личные драмы Джонни Деппа Болезнь дочери, скандалы с Эмбер Херд и крах карьеры: личные драмы Джонни Деппа

Звездный актер кино "Пираты Карибского моря" пережил серьезные испытания в жизни

Cosmopolitan
«Локдаун встряхнул»: почему растут цены на загородную недвижимость и что будет дальше «Локдаун встряхнул»: почему растут цены на загородную недвижимость и что будет дальше

Впервые с 2014 года застройщики начинают строить новые коттеджные поселки

Forbes
Отношения кошек и хозяев предложили разделить на пять типов Отношения кошек и хозяев предложили разделить на пять типов

Выделили пять основных типов взаимодействия кошек и хозяев

N+1
История лесозаготовки: от топора до харвестера История лесозаготовки: от топора до харвестера

Как эволюционировал процесс заготовки древесины

Популярная механика
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
Бьюти-лайфхаки из интернета: проверим вместе с экспертами? Бьюти-лайфхаки из интернета: проверим вместе с экспертами?

Популярные бьюти-лайфхаки: какие из них действительно работают?

Cosmopolitan
Toyota Land Cruiser 300: ответы на главные вопросы о новинке Toyota Land Cruiser 300: ответы на главные вопросы о новинке

Отвечаем на самые актуальные вопросы о новом «трехсотом Крузаке»

РБК
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
Самый быстрый Килиан Самый быстрый Килиан

Килиан Мбаппе – один из самых многообещающих игроков в современном футболе

Esquire
404 ZERO 404 ZERO

Медиахудожники Александр Лециус и Кристина Карпышева

Собака.ru
Редкий, яркий и скрытный: кто такой зеленый голубь Редкий, яркий и скрытный: кто такой зеленый голубь

Голубь с необычной зеленой окраской, занесенный в Красную книгу

Вокруг света
Открыть в приложении