Egy szakértővel kell foglalkoznunk, hogy milyen perspektíva nyílik az emberiség számára a sejtes 3D nyomtatási technológiák révén.
Az izraeli tudósoknak először sikerült 3D-s nyomtatóval kinyomtatni a szívet emberi szövetekből. A Tel Avivi Egyetem biológusai zsírsejteket vettek egy betegtől, majd őssejtekké alakítják át, és egy szervet nyomtatnak az összes kamrával, kamrával és erekkel. Nem fogják átültetni egy személyre. Először: a lángmotor nem teljes méretben kerül nyomtatásra, hanem miniatűr méretben - körülbelül egy cseresznye méretére. Másodszor, a szív képes összehúzódni, de nem tudja, hogyan kell szivattyúzni a vért. A szervek kinyomtatása a beteg saját sejtjeiből a transzplantológusok arany álma. Először eltűnik az a sor, ameddig a donor halálára válik, hogy megmentse saját életét. Másodszor, a szervadonorok elutasításával nem lesznek problémák.
Kommentárkért Yousef Khesuanivel, a 3D Bioprinting Solutions ügyvezető partnerével fordultunk. Emlékezzünk arra, hogy ennek az orosz laboratóriumnak a kutatói voltak az elsők a világon, akik kinyomták és átültették a laboratóriumi egér hasnyálmirigyét.
"Patch" a szívben
Yusef Djordjevic, segítsen felbecsülni az esemény mértékét: valóban tudományos áttörés?
- Ez egy jó, méltó kísérlet. Az izraeli kollégák gél-gélen nyomtatási technológiát alkalmaztak. Vagyis nem Petri-csészébe nyomtattak, hanem egy speciális tartályba, amely egy bizonyos gélt tartalmaz. Ez egy nagyon érdekes megközelítés egy összetett szerv létrehozása szempontjából. De ahogy el tudod képzelni, a forma nem mindig határozza meg a funkciót. A szerv működőképessége szempontjából sok kérdés merül fel, csak akkor lehet megválaszolni, ha az ilyen műszaki szerkezeteket állatokra ültetik át. És még egy dolog, a média ezt nem veszi észre, de a cikk a „javítások” szívre nyomtatásáról szól.
Az izraeli tudósoknak először sikerült 3D-s nyomtatóval kinyomtatni a szívet emberi szövetekből. Fotó: REUTERS.
Promóciós videó:
Ami?
- Tegyük fel, hogy a szívszövet sérült, és ki kell cserélni. A foltozási technológia feltételezi, hogy nincs szükség az egész szerv egészének újbóli kinyomtatására. Az érintett területet eltávolítják, és helyére nyomtatott javítást helyeznek, amely a funkció visszaállításához szükséges. Vagyis már beszélhetünk e munka gyakorlati alkalmazásáról.
Az egér és az ember közötti út
De 2015-ben kinyomtatta és átültette egy egér pajzsmirigyét. És kívülről úgy tűnt, hogy az emberi szervek termesztése csak egy kőhajításnyira volt. Mennyi ideig tart az egérből az emberbe jutás?
- Pontosan egy okból még nem nyomtattuk ki az emberi pajzsmirigyet: mivel nincs megfelelő sejtanyagunk. Mire gondolok? Az egerekkel végzett kísérletekben embrionális sejteket használtunk. Természetesen nem tudunk és nem akarunk embereket embereken használni. És ha a pajzsmirigy sejtjeit felnőtt betegektől izoláljuk, akkor nagyon gyengén növekednek - 5-7 százalékos növekedést kapunk. Ez egyáltalán nem elég! De ha valamilyen időhorizontról beszélünk, akkor arra számítunk, hogy az első klinikai szervek nyomtatásához használt bionyomtatók 2030-ban jelennek meg. És eddig ezen ütemterv szerint haladunk. De fenntartást kell tennünk, miközben olyan lapos szervekről beszélünk, mint a bőr és a porc.
„Tavaly a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén kísérleteztek biolenyomatokkal. Elégedett az eredményekkel?
- A gravitáció hiánya lehetővé teszi számunkra, hogy összetettebb geometriai mintákat készítsünk. Elégedettek vagyunk az eredményekkel, és további kísérleteket akarunk végezni az ISS fedélzetén ebben az évben.
Gyógyítja a kozmikus skorbutot
Meg tudná mondani a legfinomabb kutatásokat?
- Először is meg akarjuk ismételni azokat a kísérleteket, amelyek során az emberi porcszövet és egér pajzsmirigyét nulla gravitációval nyomtatjuk bioprinterünkön. Másodszor, közös kísérleteket tárgyalunk az amerikai és izraeli induló vállalkozásokkal, hogy mesterséges húst hozzunk létre az űrben. Küldnek nekünk izomsejteket, és ezekből háromdimenziós konstrukciókat fogunk összerakni. A távolsági űrrepülések során az űrhajósok nem élnek túl konzervekkel! Ezen felül a baktériumokból háromdimenziós struktúrák létrehozásán dolgozunk, mivel számos tudományos munka kimutatta, hogy a baktériumok mikrogravitációs körülmények között aktívan képezik a biofilmeket, és meglehetősen rövid idő alatt rezisztensek az antibiotikumokkal szemben.
Mire szolgál ez a kutatás?
- Az emberiség egy korszak küszöbén áll, amikor elhagyja bölcsőjét, és más bolygókra megy. A Marsba tartó személyzettel folytatott repülések a következő 10 évben valósággépek. Fontos számunkra, hogy modellezzük a baktériumok lehetséges viselkedését a távolsági repülések során, hogy megjósoljuk a lehetséges patológiákat. Feltűnő példa: az emberiség nem tudott egy olyan betegség létezéséről, mint a skorbut, amíg a nagy földrajzi felfedezések korszakában meg nem kezdődtek a hosszú tengeri utak. Lehetséges, hogy a távolsági űrrepülések során a legénység új betegségeket és betegségeket is talál meg.
Az első átültetendő személy nem nyomtatott szív, hanem pajzsmirigy
A világon sok laboratórium foglalkozik bionyomással, ki közelebb az eredményhez? És hol vagyunk ebben a versenyben?
- Lehetetlen minden típusú szervet kinyomtatni; a világ egyetlen laboratóriuma sem végez ezt. Nyilvánvaló, hogy azok, akik lapos szervekkel foglalkoznak, a klinikai vizsgálatokhoz közelebb kerülnek, úgy értem a bőrt és a porcot. Nem működünk a bőrsejtekkel, ilyen kísérleteket végezünk a porcsejtekkel, de ezen a területen a vezető laboratóriumok Japánban és az USA-ban találhatók. De az organizmusok szintjének helyreállítása szempontjából kollégáink előtt állunk. Itt idézheti a pajzsmirigykel végzett kísérleteinket, valamint az új mágneses-akusztikus technológiákat.
Van-e megértése, melyik szervet fogják először termeszteni és átültetni az emberekbe?
- Véleményem szerint nem a szív, hanem az endokrin rendszer egyes szervei - a pajzsmirigy vagy a hasnyálmirigy. Vagyis azok a szervek, amelyek hormonokat termelnek. Először is, mivel nagy mennyiségű kutatást végeznek rájuk a megfelelő sejtes anyag megszerzése céljából - ez az egyik fontos szempont. Másodszor, ezeknek a szerveknek meglehetősen egyszerű a belső felépítése - nincs a kiválasztott vezetékek komplex rendszere. Remélhetőleg elsőként tudunk a világon egy emberi szervet kinyomtatni és átültetni.
YAROSLAV KOROBATOV