Mums ir darīšana ar ekspertu, kādas perspektīvas cilvēcei paver šūnu 3D drukāšanas tehnoloģijas.
Pirmoreiz Izraēlas zinātniekiem ir izdevies izdrukāt sirdi no cilvēka audiem, izmantojot 3D printeri. Telavivas universitātes biologi no pacienta paņēma tauku šūnas, pēc tam pārveidoja tās cilmes šūnās un izdrukāja orgānu ar visiem sirds kambariem, kamerām un traukiem. Viņi to nepārstādīs cilvēkam. Pirmkārt, liesmas motors netiek iespiests pilnā izmērā, bet miniatūrā mērogā - tas ir apmēram ķirša lielums. Un, otrkārt, sirds spēj sarauties, bet “nezina, kā” pumpēt asinis. Orgānu drukāšana no paša pacienta šūnām ir transplantologu zelta sapnis. Pirmkārt, pazudīs to cilvēku rinda, kuri gaida donora nāvi, lai glābtu paši savas dzīvības. Otrkārt, nebūs problēmu ar orgānu donoru noraidīšanu.
Komentāra saņemšanai mēs vērsāmies pie Yuseuse Khesuani, 3D Bioprinting Solutions vadošā partnera. Atgādiniet, ka šīs krievu laboratorijas pētnieki bija pirmie pasaulē, kas izdrukāja un pārstādīja laboratorijas peles aizkuņģa dziedzeri.
"Patch" uz sirds
Yusef Djordjevic, palīdziet novērtēt pasākuma mērogu: vai tas tiešām ir zinātnisks atklājums?
- Šis ir labs, cienīgs eksperiments. Izraēlas kolēģi izmantoja drukāšanas tehnoloģiju uz gēla uz gela. Tas ir, viņi neizdrukāja Petri traukā, bet gan īpašā traukā, kurā bija noteikts gēls. Šī ir ļoti interesanta pieeja sarežģītas ērģeles izveidošanai. Bet, kā jūs varat iedomāties, forma ne vienmēr definē funkciju. No orgāna funkcionēšanas viedokļa rodas daudz jautājumu, uz kuriem var atbildēt tikai tad, kad šādas inženierbūves tiek pārstādītas dzīvniekiem. Un vēl viena lieta - plašsaziņas līdzekļi to nepamana, bet raksts attiecas uz "plāksteru" iespiešanu uz sirds.
Pirmoreiz Izraēlas zinātniekiem ir izdevies izdrukāt sirdi no cilvēka audiem, izmantojot 3D printeri. Foto: REUTERS.
Reklāmas video:
Kas tas ir?
- Teiksim, ka ir bojāts sirds audu laukums, un tas ir jāmaina. Lāpīšanas tehnoloģija paredz, ka nav nepieciešams atkārtoti izdrukāt visu orgānu kopumā. Skartā zona tiek noņemta, un tās vietā tiek uzdrukāts izdrukāts plāksteris, kas nepieciešams funkcijas atjaunošanai. Tas ir, mēs jau varam runāt par šī darba praktisko pielietojumu.
Ceļš no peles uz cilvēku
Bet jūs 2015. gadā izdrukājāt un pārstādījāt peles vairogdziedzeri. Un no ārpuses likās, ka cilvēka orgānu audzēšana bija tikai viena metiena attālumā. Cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai nokļūtu no pelēm cilvēkiem?
- Mēs vēl neesam izdrukājuši cilvēka vairogdziedzeri tieši viena iemesla dēļ: jo mums nav atbilstoša šūnu materiāla. Ko es domāju? Eksperimentos ar pelēm mēs izmantojām embrionālās šūnas. Protams, mēs nevaram un nevēlamies izmantot embrijus cilvēkiem. Un, ja vairogdziedzera šūnas ir izolētas no pieauguša pacienta, tad tās aug ļoti slikti - mēs iegūstam pieaugumu par 5-7 procentiem. Ar to pilnīgi nepietiek! Bet, ja mēs runājam par kādu laika horizontu, tad mēs sagaidām, ka pirmie bioprinteri orgānu drukāšanai klīnikās parādīsies 2030. gadā. Un līdz šim mēs virzāmies saskaņā ar šo grafiku. Bet mums ir jāizdara atruna, ka, kamēr mēs runājam par tik plakaniem orgāniem kā āda un skrimšļi.
“Pagājušajā gadā jūs eksperimentējāt ar biodruku uz Starptautiskās kosmosa stacijas. Vai esat apmierināts ar rezultātiem?
- Smaguma trūkums ļauj mums izveidot sarežģītākus ģeometriskus dizainus. Esam apmierināti ar rezultātiem un vēlamies šogad veikt vēl dažus eksperimentus uz ISS.
Izārstēt kosmisko skorbutu
Vai jūs varētu pastāstīt par visgaršīgākajiem pētījumiem?
- Pirmkārt, mēs vēlamies atkārtot eksperimentus ar cilvēka skrimšļa audu un peles vairogdziedzera drukāšanu nulles smaguma pakāpē uz mūsu bioprintera. Otrkārt, mēs apspriežam kopīgus eksperimentus ar Amerikas un Izraēlas jaunuzņēmumiem, lai kosmosā izveidotu mākslīgo gaļu. Viņi nosūtīs mums muskuļu šūnas, un mēs no tām saliksim trīsdimensiju konstrukcijas. Tālu kosmisko lidojumu laikā astronauti neizdzīvos tikai ar konserviem! Turklāt mēs strādāsim pie trīsdimensiju struktūru veidošanas no baktērijām, jo virkne zinātnisku darbu ir parādījuši, ka baktērijas mikrogravitācijas apstākļos aktīvi veido bioplēves un diezgan īsā laikā kļūst izturīgas pret antibiotikām.
Kam paredzēts šis pētījums?
- Cilvēce atrodas uz laikmeta robežas, kad tā pametīs savu šūpuli un dosies uz citām planētām. Pilota lidojumi uz Marsu ir realitāte nākamajiem 10 gadiem. Mums ir svarīgi modelēt baktēriju iespējamo izturēšanos tālsatiksmes lidojumu laikā, lai prognozētu iespējamās patoloģijas. Spilgts piemērs: cilvēce nezināja par tādas slimības kā skorbuts esamību, līdz lielo ģeogrāfisko atklājumu laikmetā sākās gari jūras reisi. Pastāv iespēja, ka tālu kosmisko lidojumu laikā ekipāžas sastopas arī ar jaunām patoloģijām un slimībām.
Pirmais pārstādītais cilvēks nav iespiesta sirds, bet vairogdziedzeris
Pasaulē ir daudz laboratoriju, kas nodarbojas ar biodruku, kurš ir tuvāk rezultātam? Un kur mēs esam šajās sacensībās?
- Nav iespējams izdrukāt visu veidu orgānus, neviena laboratorija pasaulē to nedara. Ir skaidrs, ka tie, kas nodarbojas ar plakaniem orgāniem, ir vistuvāk klīniskajiem izmēģinājumiem, es domāju ādu un skrimšļus. Mēs nedarbojamies ar ādas šūnām, mēs veicam šādus eksperimentus ar skrimšļa šūnām, bet vadošās laboratorijas šajās teritorijās atrodas Japānā un ASV. Bet attiecībā uz funkciju atjaunošanu organismu līmenī mēs esam priekšā saviem kolēģiem. Šeit jūs varat citēt mūsu eksperimentus ar vairogdziedzeri, kā arī jaunas magnētiski akustiskās tehnoloģijas.
Vai jums ir izpratne par to, kurš no orgāniem tiks pirmais audzēts un pārstādīts cilvēkiem?
- Manuprāt, tā nebūs sirds, bet gan daži endokrīnās sistēmas orgāni - vairogdziedzeris vai aizkuņģa dziedzeris. Tas ir, tie orgāni, kas ražo hormonus. Pirmkārt, tāpēc, ka viņiem tiek veikts liels pētījumu apjoms, lai iegūtu atbilstošu šūnu materiālu - tas ir viens no svarīgākajiem aspektiem. Un, otrkārt, šiem orgāniem ir diezgan vienkārša iekšējā organizācija - nav sarežģītas izdalīšanas kanālu sistēmas. Cerams, ka mēs būsim pirmie pasaulē, kas izdrukās un pārstādīs cilvēka orgānu.
YAROSLAV KOROBATOV