Ko tas nozīmē turpmākai ziedošanai? Vai mēs varam "izdrukāt" perfektu transplantācijai gatavu sirdi?
Orgānu "drukāšanas" jēdziens, kas vēl nesen bija redzams tikai zinātniskās fantastikas filmās, radās no diviem paralēliem zinātniskiem atklājumiem. Pirmais ir 3D printeri, kas parādījās apmēram pirms desmit gadiem kā inženierijas brīnums, un nesen tos sāka izmantot lietišķajā zinātnē kā ekonomiski pieejamu ierīci, ko var izmantot daudzās tehnoloģiskās jomās.
Otra paātrinātās attīstības joma ir molekulārā bioloģija un gēnu inženierija, kas ļauj pētniekiem izpētīt dabiskos bioloģiskos procesus un traucēt tos šūnu un kodola līmenī.
Telavivas universitātes pētnieku uzrādītais iespiestā cilvēka sirds modelis ir piesaistījis uzmanību visā pasaulē. Šeit šķērsoja divas attīstības asis. Pētījums kliedē daudzas šaubas par cilvēka orgānu iespiešanas iespēju nākotnē. Lai tam ticētu, jums vairākas reizes jāsaka: zinātnieki izveidoja cilvēka sirdi no cilvēka šūnām (lepnumu rada arī tas, ka mēs runājam par Izraēlas zinātniekiem).
Daudzos veidos ir atvērta jauna nodaļa, bet tas ir tikai sākums. Ir ļoti daudz šķēršļu, kas jāpārvar, pirms cilvēkiem no viņu šūnām izgatavotus neaizzīmētus orgānus pārstāda. Bet pētījums arī atklāj, kā var notikt negaidīti atklājumi. Profesors Tal Dvir, kurš vadīja pētījumu, saka, ka vēl tāls ceļš ejams, bet sasniegums paver jaunus apvāršņus. Šis ir ceļojuma sākums, kurā pētnieki saprot, kas notiks tālāk, lai cilvēki iegūtu strādājošus 3D orgānus.
Haaretz: Drukāšanas procesa attēli ir pārsteidzoši. Bet kāds ir šīs sirds caurspīdīguma stāvoklis un cik tuvu mēs varam redzēt, kā tas notiks?
Drukāšanas laikā sirdis tiek ievietotas bioreaktorā - sava veida traukā, kas piepildīts ar šūnām paredzētām barības vielām (augšanas barotne) -, kas var novērot notiekošo un radīt optimālus apstākļus, lai sirdis "nogatavotos", veidojot vienotu, pukstošu orgānu. “Mūs gaida izmēģinājumu un kļūdu process. Mēs vēlamies redzēt, vai visi gabali ir piemēroti, lai sirds darbotos pareizi, pulsējot. Mēs negaidām īslaicīgus panākumus. Bet tas notiks,”saka Dvīrs.
Kas notiek pēc tam, kad sirds ir nobriedusi un sāk normāli darboties? Zinātnieki cer gada laikā pārstādīt pirmo iespiesto sirdi dzīvniekam - trusis vai žurkai, bet kā ir ar cilvēkiem?
Reklāmas video:
- Pētniekiem joprojām ir grūti noteikt laika grafiku. Parasti to mērķis ir nodrošināt, lai desmit gadu laikā slimnīcās parādītos nepieciešamie printeri, lai izveidotu trīsdimensiju cilvēka audus vai tik sarežģītus orgānus kā sirds.
Cik svarīgs ir šis sasniegums cilvēka orgānu apdrukas jomā?
- Ļoti liels. Saikne starp 3D drukāšanu un bioloģiju un cilvēka orgānu drukāšanu ir salīdzinoši nesena. Šajā kontekstā printerus izmanto, lai izveidotu kaulu implantus, piemēram, titāna augšstilbu; audi, kas izgatavoti no visiem vai daļēji dabīgiem materiāliem, piemēram, kaulu smadzenēm (“pasīviem” audiem) vai asinsvadiem. Tagad pirmo reizi ir bijis iespējams izdrukāt īstu cilvēka orgānu ar lielu skaitu bioloģisko īpašību.
Kādi ir šādas jaunas sirds ierobežojumi?
- Tas joprojām nav perfekts, tā spēja darboties vēl nav pierādīta. Svarīgs sasniegums ir fakts, ka tas sastāv no divu veidu šūnām - muskuļiem un asinīm, taču sirdī ir arī citas šūnas. Pētnieki ir tehniski spējīgi izveidot šīs un citas cilmes šūnas tāpat kā viņi ražoja mums vajadzīgās šūnas. To viņi plāno darīt tālāk.
Kā ierobežo pareizā izmēra cilvēka sirds iespiešanu, kas būs gatava transplantācijai?
- Dažādos procesa posmos pastāv vairāki ierobežojumi, taču viņi pie tā strādā. Pirmkārt, lai izveidotu normāla izmēra cilvēka sirdi, ir nepieciešams milzīgs skaits šūnu. Tam nepieciešami miljardi šūnu, un ir zinātne, kas nodarbojas ar to pavairošanu. Šeit mēs nonākam pie tā, ka ir svarīgi paātrināt šūnu augšanu. Otrkārt, printeri. Tagad printeru līmenis nav slikts, taču tiem joprojām nav pietiekami daudz paplašinājumu. Arī šī joma turpinās attīstīties. Kad šāda infrastruktūra būs izveidota, būs iespējams izveidot visas nepieciešamās šūnas un izdrukāt sirdi tuvu reālajai.
Vai kādreiz ir iespējams radīt stiprāku, “uzlabotu” sirdi?
- Tagad mēs strādājam, lai izdrukātu sirdi, kas pēc iespējas vairāk atgādinātu īsto.
Ko tas nozīmē citu orgānu preses kontekstā?
- No vienas puses, spēja izdrukāt sirdi pierāda, ka principā tas ir iespējams. Precīzāk, katram orgānam ir savas īpašības. Es neesmu pārliecināts, vai sirds drukāšanas progress noteikti novedīs pie sasnieguma tādu orgānu veidošanā kā nieres, aknas vai aizkuņģa dziedzeris.
Kādas vēl ir šīs tehnoloģijas lietojumprogrammas?
“Acīmredzot drukāta auduma izveide nākamajos gados iegūs plašāku pielietojumu, kas mainīs zāļu sejas. Šo tehnoloģiju var izmantot, lai izveidotu vai dziedinātu orgānus, sākot no sirds un beidzot ar smagiem apdegumiem. Līdz šim zinātnieki, kas strādā paralēli, ir pārbaudījuši sirds audu gabalu cūkām.
Ido Efrati