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

Форма и содержание Форма и содержание

Поход в фитнес-зал, бассейн или на корт должен начинаться с гардероба. С вашего

GQ
Ксения Шойгу и Алексей Столяров — о триатлоне как стиле жизни, совместных проектах и личном Ксения Шойгу и Алексей Столяров — о триатлоне как стиле жизни, совместных проектах и личном

Алексей Столяров и Ксения Шойгу — о своей личной жизни и триатлоне

Esquire
Последний сезон Последний сезон

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

GQ
5 странных профессий со всего мира 5 странных профессий со всего мира

Только представь себе их Доски почета!

Maxim
Сознание — сила Сознание — сила

Медитация. Что это за практика, в чем причина ее популярности и нужна ли она вам

GQ
Что в токене тебе моем Что в токене тебе моем

Что такое NFT и как этот термин связан с миром современного искусства

AD
В сетях В сетях

Режиссер Егор Исаев рассказывает о жертвах бытового преследования

GQ
Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова Калоши Толстого, чемоданы Менделеева, грелка Рахманинова

Предметы, которые великие люди сделали сами

Weekend
Крылатый гость Крылатый гость

Дебютный роман Соболева – «Грифоны охраняют лиру» – вышел в 2021 году

Правила жизни
Как понять, что вы действительно простили измену Как понять, что вы действительно простили измену

Психолог: как происходит процесс прощения и как понять, что вы простили измену

Psychologies
Задание выполнено Задание выполнено

Дэниел Крейг о ненависти, боли и всеобщей любви

GQ
Инженерные решения: в чем современная авиация превзошла природу Инженерные решения: в чем современная авиация превзошла природу

Иногда мы заимствуем инженерные решения у природы, иногда идём своим путём

Популярная механика
Благими намерениями Благими намерениями

Как выразить поддержку и сочувствие — и не сделать еще хуже?

GQ
Что такое брезгливость? Что такое брезгливость?

Чувство брезгливости – это не что иное, как защитный механизм

Cosmopolitan
Около нуля: как безалкогольное пиво захватывает мир Около нуля: как безалкогольное пиво захватывает мир

Безалкогольное пиво: чем вызван его успех и как его производят?

Playboy
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
Джоли или Монро? На кого из звезд – типичных Близнецов ты похожа Джоли или Монро? На кого из звезд – типичных Близнецов ты похожа

Нужно ли быть Близнецами, чтобы добиться большего успеха, чем все остальные?

Cosmopolitan
Средневековая мода на длинноносые башмаки стала причиной бурсита Средневековая мода на длинноносые башмаки стала причиной бурсита

Мода на пулены привела к проблемам со ступнями у средневековых людей

N+1
Продать за секунды: семь советов, как привлечь и удержать внимание современного потребителя Продать за секунды: семь советов, как привлечь и удержать внимание современного потребителя

Как сделать интернет-рекламу эффективнее?

Forbes
Кто стоит за взлетом и падением онлайн-кинотеатра TVzavr и кому он может продаться за долги Кто стоит за взлетом и падением онлайн-кинотеатра TVzavr и кому он может продаться за долги

Кто на протяжении десяти лет стоял за TVzavr

Forbes
Иначе говоря. Максим Диденко: «Текст остался там же, где был: в книжечке, в книжечке» Иначе говоря. Максим Диденко: «Текст остался там же, где был: в книжечке, в книжечке»

Один из самых востребованных театральных режиссёров в России Максим Диденко

Полка
«Утром воскреснет»: история девушки, погибшей в Воронеже во время экзорцизма «Утром воскреснет»: история девушки, погибшей в Воронеже во время экзорцизма

История Александры Кошимбетовой, погибшей после ритуала изгнания бесов

Cosmopolitan
Самое большое простое число Самое большое простое число

«СБПЧ» – самая веселая и умная группа русской инди-сцены

Собака.ru
Как выбрать загородный дом: для себя и для инвестиций Как выбрать загородный дом: для себя и для инвестиций

Как выбрать загородную недвижимость и на что обратить внимание при выборе дома?

СНОБ
Явь Явь

Стрит-арт-группа «Явь» сделала знаковую работу «Терпение», которую уже закрасили

Собака.ru
Пять опасных насекомых Пять опасных насекомых

Летом насекомые могут стать причиной серьёзных проблем

Здоровье
Верхние слои атмосферы Венеры признали непригодными для земных экстремофилов Верхние слои атмосферы Венеры признали непригодными для земных экстремофилов

Даже в верхних слоях атмосферы Венеры жизнь земного типа не сможет выжить

N+1
По ком звонит колокол нового миропорядка? По ком звонит колокол нового миропорядка?

Смогут ли современные социальные практики лишить человека свободы воли

Эксперт
Как выглядят жены звезд фильма «Союз спасения»: Петренко, Матвеева и других Как выглядят жены звезд фильма «Союз спасения»: Петренко, Матвеева и других

Актеры фильма о декабристах «Союз спасения» в жизни обрели семейное счастье

Cosmopolitan
С головы до ног: каким должен быть уход за телом во время беременности С головы до ног: каким должен быть уход за телом во время беременности

Рассказываем все об уходе за собой во время беременности

Cosmopolitan
Открыть в приложении