Ķirzakas var izaugt veselas ekstremitātes. Plakanie tārpi, jūras zvaigzne un jūras gurķi audzē veselus augus. Haizivis pastāvīgi aizstāj zaudētos zobus, dzīves laikā bieži vien pieaugot par 20 000 zobu. Kā nodot šīs praktiskās lielvalstis cilvēkiem? Atbilde: izmantojot progresīvas reģeneratīvās medicīnas inovācijas. Kamēr lielie dati un mākslīgais intelekts pārveido mūsu medicīnas praksi un izgudro jaunas terapijas, reģeneratīvās medicīnas mērķis ir aizstāt un atjaunot mūsu fizisko ķermeni.
Vai var atjaunot visus cilvēka ķermeņa orgānus?
Pašlaik tiek izstrādātas trīs reģeneratīvas tehnoloģijas, kurām kopā vajadzētu ļaut mums pilnīgi un pilnībā uzlabot un pat aizstāt dzīvībai svarīgus cilvēka orgānus:
- Atveseļošanās: cilmes šūnas, ķermeņa atjaunojošais dzinējs
- Aizvietošana: orgānu atjaunošana un bioprints
- Atjaunošanās: jaunas asinis un parabioze
Iedziļināsimies nemirstības perspektīvā.
Atjaunošanās un cilmes šūnas: ķermeņa atjaunojošais dzinējs
Cilmes šūnas ir neizlemtas šūnas, kuras var pārveidoties par specializētām šūnām - sirdi, neironiem, aknām, plaušām, ādu utt. Tās var arī sadalīties, lai iegūtu vairāk cilmes šūnas.
Reklāmas video:
Bērnam vai jaunam pieaugušajam ir daudz šo cilmes šūnu, un tās darbojas kā iebūvēta atveseļošanās sistēma. Viņus bieži izsauc traumas vai iekaisuma vietā, lai labotu un atjaunotu normālu darbību.
Bet ar vecumu mūsu cilmes šūnu krājumi sāk samazināties par koeficientu 100 - 10 000, atkarībā no audiem un orgāniem. Turklāt cilmes šūnās notiek ģenētiskas mutācijas, kas samazina jūsu ķermeņa atjaunošanas un atjaunošanas kvalitāti un efektivitāti.
Padomājiet par cilmes šūnām kā remontētāju komandu savā jaunuzceltajā savrupmājā. Kad savrupmāja ir jauna un remontētāji ir jauni, neko nebūs grūti salabot. Bet, kad remontētāju vecums un to skaits samazinās, jūsu savrupmāja pakāpeniski samazinās un beidzot sabrūk.
Ko darīt, ja mēs varētu izlabot un atjaunot cilmes šūnu populāciju?
Viena atveseļošanās un atjaunošanās iespēja ir iegūt un koncentrēt savas autologās pieaugušo cilmes šūnas no tādām vietām kā taukaudi (vai taukaudi) vai kaulu tilts.
Šīs cilmes šūnas tomēr ir mazāk un tām ir veiktas mutācijas (atkarībā no jūsu vecuma), salīdzinot ar sākotnējo "avota kodu". Daudzi zinātnieki un ārsti tagad dod priekšroku alternatīvam avotam: cilmes šūnu iegūšanai no placentas vai nabas saites, kas palicis pēc dzemdībām. Šīs cilmes šūnas, kuras ir pieejamas lielā skaitā un kurās ir jaundzimušā neskartā programmatūra, var ievadīt locītavās vai intravenozi atjaunošanai un atjaunošanai.
Padomājiet par šīm cilmes šūnām kā ķīmiskām rūpnīcām, kas ražo dzīvībai svarīgus augšanas faktorus, kas var palīdzēt mazināt iekaisumu, cīnīties ar autoimūnām slimībām, palielināt muskuļu masu, salabot locītavas un pat atdzīvināt ādu un atgūt matus.
Pēdējo desmit gadu laikā ar cilmes šūnām saistīto pētījumu publikāciju skaits ir pieaudzis 40 reizes gadā, un paredzams, ka cilmes šūnu tirgus līdz 2022. gadam pieaugs līdz USD 297 miljardiem.
Pieaugošās iniciatīvas hronisko slimību ārstēšanas iespēju attīstībā un attīstībā, kā arī pieaugošais pieprasījums pēc reģeneratīvās ārstēšanas iespējām ir šīs jaunās nozares nozīmīgākie virzītājspēki.
Japānas Osakas universitātes Koji Nishida vadītie biologi ir atklājuši jaunu veidu, kā audzēt un attīstīt audus, kas veido cilvēka acs ābolu. Zinātnieki var audzēt tīkleni, radzeni, acs lēcu un citas, izmantojot tikai nelielu pieaugušo ādas paraugu.
Stenfordas pētījumā septiņi no astoņpadsmit insulta izdzīvojušajiem, kuri piekrita cilmes šūnu ārstēšanai, parādīja ievērojamus motoriskās funkcijas uzlabojumus. Šī ārstēšana var būt noderīga citām neirodeģeneratīvām slimībām, piemēram, Alcheimera, Parkinsona un ALS.
Nesen rehabilitācijas centra USC ārsti injicēja cilmes šūnas nesen paralizēta 21 gadus veca vīrieša ievainotajā kakla mugurkaulā. Pēc trim mēnešiem viņš uzrādīja ievērojamu jutības un kustību uzlabošanos abās rokās.
2019. gadā Apvienotās Karalistes ārsti, pateicoties cilmes šūnu efektivitātei, otro reizi vēsturē izārstēja HIV slimnieku. Pēc alogēnas hematopoētiskas cilmes šūnu ārstēšanas vēža pacientam (ar HIV) ar Hodžkina limfomu pacientam sākās ilgstoša HIV remisija - 18 mēneši, kas turpinājās pētījuma publicēšanas laikā.
Aizvietošana: orgānu atjaunošana un 3D drukāšana
2019. gada janvārī vien ASV vairāk nekā 113 000 cilvēku gaidīja rindu uz orgānu transplantāciju - un ik pēc 10 minūtēm kāds tiek pievienots šai rindai.
Milzīgs skaits cilvēku, kuriem vajadzīgas "rezerves daļas", nekad nenokļūst gaidīšanas sarakstos. Vidēji 20 cilvēki katru dienu mirst, gaidot transplantātu. Orgānu ļoti trūkst.
Pārmērīgs pieprasījums pēc orgānu ziedojumiem tikai palielināsies, jo tehnoloģijas - piemēram, pašpiedziņas automašīnas - padara pasauli drošāku. Un daudzi orgānu donori ir neveiksmīgas auto un motociklu negadījumu sekas. Drošāki transportlīdzekļi nozīmē mazāk negadījumu un donoru.
Acīmredzami, ka aizvietojošās un atjaunojošās (reģeneratīvās) zāles šeit piedāvā milzīgu iespēju.
Orgānu tirgotāji
United Therapeutics izpilddirektors Martins Rotblatts, bijušais kosmiskās aviācijas uzņēmējs (viņa bija Sirius Satellite Radio dibinātājs), mainīja karjeru 1990. gados pēc tam, kad viņas meitai attīstījās reta plaušu slimība.
Šodien viņa strādā orgānu aizvietošanas nozarē. Sākotnēji Rothblatt koncentrējās uz plaušu slimībām, strādājot pie plaušu nomaiņas. Lai sasniegtu šo mērķi, viņas uzņēmums United Therapeutics paralēli strādāja pie vairākām tehnoloģijām.
3D drukāšanas plaušas
2017. gadā United apvienojās vienā no pasaules lielākajām 3D drukāšanas kompānijām - 3D Systems -, lai izveidotu kolagēna bioprinteri, un samaksāja citam uzņēmumam 3Scan, lai sagrieztu plaušas un izveidotu detalizētu to iekšpuses karti.
3D Systems bioprinter tagad izmanto stereolitogrāfijas metodi. Ar ultravioleto staru lāzeru tiek apgaismots neliels kolagēna baseins, kas ir piesātināts ar gaismas jutīgām molekulām. Visur, kur lāzers apstājas, kolagēns sacietē.
Pamazām izdrukātais objekts tiek apaugts ar jauniem slāņiem. Pašlaik printeris var sakraut kolagēnu ar izšķirtspēju aptuveni 20 mikrometri, bet, lai nodrošinātu plaušu darbību, būs nepieciešama mikrometru mēroga izšķirtspēja.
Pēc tam, kad ir iespiestas kolagēna sastatnes plaušās, nākamais solis ir cilvēka šūnu ievadīšana tajās - tā saucamais atkārtotas rekularizācijas process. Mērķis šeit ir izmantot cilmes šūnas, kas aug uz sastatnēm un diferencējas, galu galā nodrošinot pienācīgu funkcionalitāti. Visas pazīmes liecina, ka šī pieeja varētu darboties.
2018. gadā eksperimentālais Hārvardas universitātes ķirurgs Haralds Otts ziņoja, ka viņš ir iesūknējis miljardiem cilvēku šūnas (no nabas saites un sasmalcinātām plaušām) cūkas plaušās, kurām nav pašu šūnu. Kad Ota komanda atkal pievienoja orgānu cūkas cirkulācijai, tā izpaudās rudimentārā funkcija.
Humanizēt cūku plaušas
Vēl vienu Rotblatta orgānu ražošanas stratēģiju sauc par ksenotransplantāciju, kas ir ideja pārstādīt dzīvnieka orgānus cilvēkiem, kuriem nepieciešama nomaiņa.
Ņemot vērā, ka pieaugušas cūkas orgāni pēc izmēra un formas ir līdzīgi cilvēkiem, United Therapeutics ir koncentrējies uz cūku ģenētisko modificēšanu, lai ļautu cilvēkiem izmantot savus orgānus. “Tas tiešām nav tik liels darījums,” Rothblatt teica 2015. gadā. "Tas rediģē vienu gēnu pēc otra."
Lai sasniegtu šo mērķi, United Therapeutics ir veicis vairākas investīcijas tādos uzņēmumos kā Revivicor un Synthetic Genomics, kā arī parakstījis lielus finansēšanas līgumus ar Merilendas universitāti, Alabamas universitāti un Ņujorkas Presbiterijas / Kolumbijas medicīnas centru, lai izveidotu jaunas sirds, nieru un plaušu ksenotransplantācijas programmas. attiecīgi. Rotblats cer redzēt pirmo cilvēka transplantāciju trīs līdz četru gadu laikā.
Gatavojoties dienai, United Therapeutics iegādājās 132 hektārus zemes Pētniecības trīsstūra parkā un uzcēla 140 000 kvadrātmetru lielu medicīnas laboratoriju, kas galu galā no ģenētiski modificētām cūkām ražos līdz 1000 veselām cūku plaušām - ksenolungiem.
Ex vivo plaušu perfūzijas sistēmas
Papildus 3D drukāšanai un cūku plaušu ģenētiskajai inženierijai Rothblatt jau ir sākusi trešo īstermiņa pieeju, lai uzlabotu plaušu piegādi tiem, kam tā nepieciešama.
Tikai apmēram 30 procenti potenciālo donoru plaušu atbilst transplantācijas kritērijiem; no tiem tikai 85% var izmantot pēc ierašanās ķirurģiskajā centrā. Tā rezultātā gandrīz 75% iespējamo plaušu nekad nenonāk saņēmējā, kam tā nepieciešama.
Ko darīt, ja šīs plaušas varētu salabot? Tieši tāda ir Dr Rothblatt nākamā pieeja.
2016. gadā United Therapeutics ieguldīja 41,8 miljonus ASV dolāru TransMedics - Masačūsetsas uzņēmumā, kas izstrādā ex vivo perfūzijas sistēmas ziedotajām plaušām, sirdīm un nierēm.
Perifūzijas sistēma XVIVO ņem plaušas ar minimālu kvalitāti, kas sākotnēji neatbilda transplantācijas kritērijiem, veic perfūziju un ventilāciju normālos termiskos apstākļos, lai ķirurgi varētu atkārtoti novērtēt transplantāta piemērotību.
Jaunas asinis un parabioze
Kas ir parabioze? Tiek uzskatīts, ka regulāra asins pārliešana jaunākiem, fiziski piemērotiem indivīdiem var ievērojami palēnināt novecošanās procesu. Un tas jau notiek tagad.
Stenforda un Hārvarda pētījumi parādīja, ka gados vecāki dzīvnieki, pārpludināti ar jaunu dzīvnieku asinīm, uzrāda reģenerāciju daudzos audos un orgānos.
Patiesība ir arī pretēja: jaunie dzīvnieki ātrāk noveco, kad saņem asinis no vecākiem dzīvniekiem. Gūt labumu no šīs virtuālās jaunības strūklakas ir sarežģīti.
Ambrosija
Viens uzņēmums, Sanfrancisko bāzēts jaunuzņēmums ar nosaukumu Ambrosia, nesen sāka praktiskus parabiozes izmēģinājumus. Viņu protokols ir vienkāršs: veseli dalībnieki no 35 gadu vecuma saņem donoru, kas jaunāki par 25 gadiem, asins pārliešanu plazmā, un zinātnieki nākamo divu gadu laikā uzrauga viņu asinis, cenšoties noteikt molekulāros veselības un novecošanās rādītājus.
Ambrosia dibinātājs Jesse Karmazin sāka interesēties par parabiozes uzņēmuma dibināšanu pēc tam, kad ārzemēs redzēja iespaidīgus datus par dzīvniekiem un pētījumus ar cilvēkiem: katrā izmēģinājumā subjekti novecošanās simptomus novēroja gandrīz visās lielākajās orgānu sistēmās. "Šķiet, ka sekas ir gandrīz pastāvīgas," viņš saka. "Tas ir gandrīz kā gēnu ekspresijas atjaunošana."
Iepazīstinot ar jūsu nabas saites asiņu cilmes šūnām, novecojot, jūs varat sniegt milzīgas priekšrocības ilgmūžībai. Pēc FDA paziņojuma presei 2019. gada februārī Ambrosia pārtrauca ārstēt klientus dažus mēnešus pēc operācijas uzsākšanas.
Saprotams, ka FDA ir paudusi bažas par parabiozes praksi, jo līdz šim ir izteikti trūkst klīnisku datu, kas apstiprinātu ārstēšanas efektivitāti.
Elevian
Reputācijas spektra otrajā galā ir Elevian, Hārvarda universitātes jaunuzņēmums. Elevians pievēršas ilgmūžībai ar rūpīgu, zinātniski pamatotu stratēģiju. Pīters Diamandis kļuva gan par Elevian padomnieku, gan investoru.
Uzņēmuma izpilddirektors Marks Allens, M. D., ir pievienojies dučiem doktoru no Hārvardas. Elevian zinātniskie dibinātāji pievienojās uzņēmumam pēc tam, kad tika noteikti specifiski cirkulējošie faktori, kas varētu būt atbildīgi par "jauno asiņu" efektu.
Viens piemērs: dabā sastopama molekula, kas pazīstama kā "augšanas diferenciācijas faktors 11" vai GDF11. Pēc ieviešanas gados vecām pelēm tika reproducēti daudzi jauno asiņu atjaunojošie efekti, atjaunota sirds, smadzenes, muskuļi, plaušas un nieres.
Jo īpaši GDF11 papildinājums samazina ar vecumu saistītu sirds hipertrofiju, paātrina skeleta muskuļu atjaunošanos, uzlabo vingrumu toleranci, uzlabo smadzeņu darbību un smadzeņu asins plūsmu, kā arī uzlabo vielmaiņu.
Elevian izstrādā virkni terapeitisko līdzekļu, kas regulē GDF11 un citus cirkulējošos faktorus. Mērķis ir atjaunot ķermeņa dabisko spēju atjaunoties, kas, pēc Elevian uzskatiem, var novērst vairākus ar vecumu saistītu slimību cēloņus un novērst vai novērst daudzas no slimībām, kas saistītas ar novecošanos, un pagarināt veselīga dzīves ilgumu.
Vai mēs tuvojamies nemirstībai?
1992. gadā futūrists Lelands Kaisers radīja terminu "reģeneratīvās zāles":
"Tiks izveidota jauna medicīnas nozare, kas mēģinās mainīt hroniskas slimības gaitu un daudzos gadījumos atjaunos nogurušās un novājinātās orgānu sistēmas."
Kopš tā laika spēcīgās reģeneratīvās medicīnas nozare ir augusi eksponenciāli, un paredzams, ka šī straujā izaugsme turpināsies. Cilvēka dzīves radikāls pagarinājums ir pie horizonta. Pavisam drīz mēs visi iegūsim reģenerējošas lielvaras, kuras agrāk piederēja tikai nedaudzām dzīvniekiem un supervaroniem no komiksiem.
Iļja Khel