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
Кровожадные евреи. О новой выставке Меламида и запретных темах в искусстве Кровожадные евреи. О новой выставке Меламида и запретных темах в искусстве

В искусстве существуют темы, которые поднимать стоит очень осторожно

СНОБ
Драгоценный металл Драгоценный металл

Купить автомобиль в Советском Союзе было все равно что слетать за границу

GQ
«В восемь лет мой сын не хотел жить»: как я справилась со школьной травлей «В восемь лет мой сын не хотел жить»: как я справилась со школьной травлей

История о том, как удалось остановить буллинг в школе

Cosmopolitan
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
От Кардашьян до Бекхэма: знаменитости, помешанные на уборке От Кардашьян до Бекхэма: знаменитости, помешанные на уборке

Эти актеры и спортсмены предпочитают заниматься домашними делами самостоятельно

Cosmopolitan
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Агния Кузнецова: «Завидую своей героине» Агния Кузнецова: «Завидую своей героине»

Актриса Агния Кузнецова о своей новой роли, детях и юморе

Лиза
Гора серебряная Гора серебряная

Как добывают благородные металлы

Популярная механика
Сказочный мир детства Сказочный мир детства

Психолог Надежда Чупак — о воспитании детей и правиле «двух Л»

OK!
На своем месте На своем месте

В этом году в жизни Владимира Мединского большие перемены

GQ
Эволюция еды: история человечества, разложенная по тарелкам Эволюция еды: история человечества, разложенная по тарелкам

Как человек менялся вместе со своим рационом

Вокруг света
Алло Алло

Почти пятьдесят лет творчества Петрушевской – это постоянный поиск и движение

Esquire
Когда все вокруг стали родителями: 12 чувств бездетной подруги Когда все вокруг стали родителями: 12 чувств бездетной подруги

Что чувствует та, кто не спешит обременять себя материнскими обязанностями?

Cosmopolitan
Шея и зона декольте: 5 эффективных советов по уходу Шея и зона декольте: 5 эффективных советов по уходу

Наша программа красоты поможет твоей шее и зоне декольте выглядеть идеально

Cosmopolitan
Трое, не считая собаки Трое, не считая собаки

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

Cosmopolitan
Булочки Cinnabon как пример сокращения рисков и можно ли накопить на отпуск, если вы не готовы рисковать Булочки Cinnabon как пример сокращения рисков и можно ли накопить на отпуск, если вы не готовы рисковать

Отрывок из книги Эллисон Шрагер «Заходит экономист в публичный дом»

Inc.
Сухое утопление: смертельная опасность может грозить не только в воде Сухое утопление: смертельная опасность может грозить не только в воде

Как распознать сухое утопление и что сделать, чтобы спасти пострадавшему жизнь

Cosmopolitan
Как найти друзей и сохранить с ними отношения на долгие годы Как найти друзей и сохранить с ними отношения на долгие годы

Как открыться другому человеку? Как сохранить его в своей жизни?

Psychologies
Мозговой шторм Мозговой шторм

Что такое когнитивный диссонанс?

Maxim
Почему доверие — ключ к здоровым отношениям Почему доверие — ключ к здоровым отношениям

Как научиться доверять партнеру, если вас много раз предавали?

Psychologies
Топ-5 инфекций, которые легко подхватить летом Топ-5 инфекций, которые легко подхватить летом

Летний сезон – горячая пора для кишечных инфекций

Лиза
Как надолго задержать дыхание под водой и не умереть: 5 простых шагов Как надолго задержать дыхание под водой и не умереть: 5 простых шагов

Сейчас мы научим тебя пребывать в состоянии статического апноэ больше 10 минут

Maxim
Право на отдых Право на отдых

Трудоголизм стремительно выходит из моды

Vogue
Лучшие фильмы по Стивену Кингу, по мнению самого Стивена Кинга Лучшие фильмы по Стивену Кингу, по мнению самого Стивена Кинга

Король ужасов о том, какие экранизации своих произведений он считает идеальными

Maxim
Стать эгоисткой, чтобы... спасти отношения Стать эгоисткой, чтобы... спасти отношения

Психолог: как здоровый эгоизм и любовь к себе помогут жить счастливее

Psychologies
Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова

Предметы, которые великие люди сделали сами

Weekend
«Значит, ураган» Максима Семеляка: проза снаружи всех измерений «Значит, ураган» Максима Семеляка: проза снаружи всех измерений

«Значит, ураган» — биография, или серия эссе, или роман о Егоре Летове

РБК
«Журавлиная родина» скворцов: где и зачем в России построили многоэтажное общежитие для певчих птиц «Журавлиная родина» скворцов: где и зачем в России построили многоэтажное общежитие для певчих птиц

На что способны скворцы, живущие в специальном общежитии для певчих птиц

Вокруг света
Маршрут построен Маршрут построен

12 лучших автопутешествий по 1/9 части суши планеты Земля

Men’s Health
Открыть в приложении