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

Джентльмен, удачи! Джентльмен, удачи!

Рейф Файнс никогда не остается тем, кем его привыкли считать

GQ
13 простых способов чувствовать себя лучше, чем вчера 13 простых способов чувствовать себя лучше, чем вчера

Оздоровительные мероприятия, на которые нужно меньше пяти минут

Maxim
Политические заключенные Политические заключенные

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

GQ
Советские автомобили, не украденные у Запада Советские автомобили, не украденные у Запада

История советского автопрома — по большей части летопись сворованных проектов

Maxim
Сам себе режиссер Сам себе режиссер

История самого кинематографичного во Франции побега из тюрьмы

GQ
Как пережить измену: 9 советов, которые помогут Как пережить измену: 9 советов, которые помогут

Как пережить тот самый страшный момент, когда ты узнала об измене

VOICE
15 мыслей Юрия Стоянова 15 мыслей Юрия Стоянова

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

GQ
Орнитологи переоткрыли скрывавшуюся 16 лет птицу из Венесуэлы Орнитологи переоткрыли скрывавшуюся 16 лет птицу из Венесуэлы

Орнитологи встречали венесуэльского москитеро всего три раза

N+1
В одной черной-черной стране В одной черной-черной стране

Каждый год в результате аварий в России разливаются сотни тысяч тонн сырой нефти

GQ
В будущее возьмут не всех. Почему в России важно развивать креативные индустрии В будущее возьмут не всех. Почему в России важно развивать креативные индустрии

Спикеры ПМЭФ — об экономике идей в России и роли женщин в креативных отраслях

СНОБ
Сплошное надувательство Сплошное надувательство

Приключения компаньона, придуманного художником KAWS

GQ
Почему любовь к своему телу не обязательна и нормально ли хотеть изменить его Почему любовь к своему телу не обязательна и нормально ли хотеть изменить его

Telegram-канал Body Neutral Zone о проблемах с питанием и восприятием себя

Reminder
Гарантийный случай Гарантийный случай

Рассказ Алексея Поляринова о производственной травме писателя

Esquire
Йогурт, манго, ежевика: 12 полезных продуктов для красоты и здоровья Йогурт, манго, ежевика: 12 полезных продуктов для красоты и здоровья

12 продуктов, которые необходимы, если хочешь оставаться красивой и здоровой

Cosmopolitan
Применение парацетамола беременными связали с повышенным риском аутизма у детей Применение парацетамола беременными связали с повышенным риском аутизма у детей

Применение парацетамола при беременности повышает риск детских болезней

N+1
Как стать классным профеминистом: полный гайд, чтобы не сесть в лужу Как стать классным профеминистом: полный гайд, чтобы не сесть в лужу

Семь шагов по лесенке прогресса и феминизма

Playboy
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
15 французских фильмов о любви, которые растопят ваше сердце 15 французских фильмов о любви, которые растопят ваше сердце

15 французских фильмов о любви, способных растопить лед ваших сердец

Cosmopolitan
Антуан Ватто. Скиталец с моста Нотр-Дам Антуан Ватто. Скиталец с моста Нотр-Дам

История жизни французского живописца Антуана Ватто

Караван историй
От Афродиты до Мэрилин: как менялись идеалы женской красоты От Афродиты до Мэрилин: как менялись идеалы женской красоты

Идеалы женской красоты в разные эпохи

Cosmopolitan
Лариса Вербицкая: «Всегда прислушиваюсь к своему организму» Лариса Вербицкая: «Всегда прислушиваюсь к своему организму»

Телеведущая Лариса Вербицкая о том, как ей удается оставаться эталоном красоты

Худеем правильно
Как правильно пить коньяк: полный гайд по наслаждению благородным напитком Как правильно пить коньяк: полный гайд по наслаждению благородным напитком

Как подобрать бокал для коньяка и правильно дегустировать этот напиток

Playboy
Долой тазики: покупаем стиральную машину для дачи без водопровода Долой тазики: покупаем стиральную машину для дачи без водопровода

Хватит стирать на даче в старой детской ванне или тазике!

CHIP
Конор Макгрегор Конор Макгрегор

Что можно взять на вооружение из стиля жизни и тренировок Конора Макгрегора?

Maxim
Как шоу «Муз ТВ» показало, что в России нет нормальной музыкальной премии Как шоу «Муз ТВ» показало, что в России нет нормальной музыкальной премии

Какая музыкальная премия нужна в России сейчас?

РБК
Стиль важнее трендов: как выглядеть актуально, одеваясь в классику Стиль важнее трендов: как выглядеть актуально, одеваясь в классику

Классический стиль уже давно перестал быть чем-то скучным и невзрачным

Cosmopolitan
Почему никому не стоит делать ламинирование ресниц дома — узнали у врача Почему никому не стоит делать ламинирование ресниц дома — узнали у врача

Можно ли подкручивать ресницы на дому?

Cosmopolitan
Искусство или нет? Искусство или нет?

О месте дизайна в мире искусства

AD
5 способов разнообразить лето в городе 5 способов разнообразить лето в городе

Чем заняться летом в городе, чтобы остались теплые воспоминания?

Psychologies
Это конец Это конец

Какие концы света грядут и каких из них не миновать

N+1
Открыть в приложении