Liskot voivat kasvattaa kokonaisia raajoja. Flatworms, meritähti ja merikurkut kasvavat kokonaisia vartaloita. Hait korvaavat jatkuvasti kadonneet hampaat, kasvavat usein yli 20 000 hammasta elämän aikana. Kuinka siirtää nämä käytännölliset supervallat ihmisille? Vastaus: edistyksellisten uudistavien lääketieteellisten innovaatioiden avulla. Vaikka iso tieto ja tekoäly muuttavat lääketieteellistä käytäntöämme ja keksivät uusia hoitomenetelmiä, regeneratiivisen lääketieteen tavoitteena on korvata ja uudistaa fyysistä kehoamme.
Voidaanko kaikki ihmiskehon elimet uudistaa?
Parhaillaan kehitetään kolmea regeneratiivista tekniikkaa, joiden pitäisi yhdessä antaa meille mahdollisuus parantaa ja jopa korvata elintärkeitä ihmisen elimiä kokonaan ja kokonaan:
- Palautuminen: kantasolut, kehon uudistava moottori
- Korvaus: elinten uudistaminen ja biopainatus
- Nuorentaminen: nuori veri ja parabioosi
Sukellaan kuolemattomuuden perspektiiviin.
Uudistuminen ja kantasolut: kehon uudistava moottori
Kantasolut ovat päättämättömiä soluja, jotka voivat muuttua erikoistuneiksi soluiksi - sydän, hermosolut, maksa, keuhkot, iho jne. Ne voivat myös jakaa tuottaakseen lisää kantasoluja.
Mainosvideo:
Lapsella tai nuorella aikuisella on monia näistä kantasoluista ja ne toimivat sisäänrakennettuna palautusjärjestelmänä. Niitä kutsutaan usein vamman tai tulehduksen paikkaan normaalin toiminnan korjaamiseksi ja palauttamiseksi.
Mutta iän myötä kantasoluvarastomme alkaa vähentyä kertoimella 100 - 10 000 kudosta ja elimestä riippuen. Lisäksi kantasoluissa tapahtuu geenimutaatioita, jotka heikentävät kehosi uusimisen ja korjaamisen laatua ja tehokkuutta.
Ajattele kantasoluja korjaajien joukkueena vastikään rakennetussa kartanossasi. Kun kartano on uusi ja korjaajat ovat nuoria, mitään ei ole vaikea korjata. Mutta kun korjaajien ikä ja heidän lukumääränsä vähenevät, kartanosi vähitellen vähenee ja lopulta romahtaa.
Entä jos voisimme korjata ja uudistaa kantasolupopulaatiota?
Yksi vaihtoehto palautumiseen ja nuorentamiseen on uuteta ja keskittää omat autologiset aikuisten kantasolut sellaisista paikoista kuten rasva (tai rasva) kudos tai luusilta.
Näitä kantasoluja on kuitenkin vähemmän ja mutatoitunut (iästäsi riippuen) alkuperäiseen "lähdekoodiin" verrattuna. Monet tutkijat ja lääkärit mieluummin nyt vaihtoehtoista lähdettä: kantasolujen hankkimista istukasta tai napanuorasta, joka on jäänyt synnytyksen jälkeen. Nämä kantasolut, joita on saatavana suurina määrinä ja jotka sisältävät vastasyntyneen ehjän ohjelmiston, voidaan injektoida niveliin tai laskimonsisäisesti nuorentamiseksi ja elvyttämiseksi.
Ajattele näitä kantasoluja kemiallisina tehtaina, jotka tuottavat elintärkeitä kasvutekijöitä, jotka voivat auttaa vähentämään tulehduksia, torjumaan autoimmuunisairauksia, lisäämään lihasmassaa, korjaamaan niveliä ja jopa elvyttämään ihoa ja kasvamaan hiuksia.
Kymmenen vuoden aikana kantasoluihin liittyvien tutkimusjulkaisujen määrä on kasvanut 40 kertaa vuodessa, ja kantasolujen markkinoiden odotetaan kasvavan 297 miljardiin dollariin vuoteen 2022 mennessä.
Kasvavat aloitteet kroonisten sairauksien hoitomenetelmien tutkimisessa ja kehittämisessä sekä kasvava kysyntä regeneratiivisista hoitomenetelmistä ovat merkittävimpiä voimia tämän nousevan teollisuuden taustalla.
Japanin Osakan yliopiston Koji Nishidan johtamat biologit ovat löytäneet uuden tavan kasvattaa ja kehittää ihmisen silmämunan muodostavia kudoksia. Tutkijat voivat kasvattaa verkkokalvon, sarveiskalvon, silmän linssin ja muutkin vain pienellä näytteellä aikuisen ihoa.
Stanford-tutkimuksessa seitsemän kahdeksantoista aivohalvauksen jälkeenjääneestä, jotka suostuivat kantasoluhoitoon, osoitti merkittäviä parannuksia motorisessa toiminnassa. Tämä hoito voi toimia muissa neurodegeneratiivisissa sairauksissa, kuten Alzheimerin, Parkinsonin ja ALS: ssä.
USC: n neurorehabilitation Centerin lääkärit injektoivat kantasoluja äskettäin halvaantuneen 21-vuotiaan miehen loukkaantuneeseen kohdunkaulan selkärankaan. Kolme kuukautta myöhemmin, hän osoitti merkittävää parannusta herkkyydessä ja liikkeissä molemmissa käsissä.
Vuonna 2019 Ison-Britannian lääkärit paransivat HIV-potilasta toisen kerran historiassa kantasolujen tehokkuuden ansiosta. Hodgkinin lymfoomassa olleen syöpäpotilaan (HIV) allogeenisen hematopoieettisten kantasolujen hoidon jälkeen potilas aloitti pitkäaikaisen HIV-remission - 18 kuukautta, joka jatkui tutkimuksen julkaisuhetkellä.
Korvaus: elinten uudistaminen ja 3D-tulostus
Pelkästään Yhdysvalloissa tammikuussa 2019 yli 113 000 ihmistä odotti elinsiirtojärjestystä - ja joka 10. minuutti joku lisätään jonoon.
Valtava määrä "varaosia" tarvitsevia ihmisiä ei koskaan pääse siihen odotuslistoihin. Ja keskimäärin 20 ihmistä kuolee päivittäin odottaessaan elinsiirtoa. Elimistä puuttuu kovasti.
Elinluovutusten liiallinen kysyntä kasvaa vain, kun tekniikka - kuten itse ajavat autot - tekee maailmasta turvallisemman paikan. Ja monet elinluovuttajat ovat valitettava auto- ja moottoripyöräonnettomuuksien seuraus. Turvallisemmat ajoneuvot tarkoittavat vähemmän onnettomuuksia ja avunantajia.
Korvaava ja korjaava (uudistava) lääketiede tarjoaa tietysti valtavan tilaisuuden.
Elinkauppiaat
United Therapeuticsin toimitusjohtaja Martin Rothblatt, entinen ilmailualan yrittäjä (hän oli Sirius Satellite Radio -yrityksen perustaja), muutti uraa 1990-luvulla, kun hänen tyttärellään kehittyi harvinainen keuhkosairaus.
Nykyään hän työskentelee elinten korvaavassa teollisuudessa. Aluksi Rothblatt keskittyi keuhkosairauteen työskennellessään korvaavan keuhkon yhteydessä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi hänen yrityksensä, United Therapeutics, on työskennellyt useiden tekniikoiden kanssa samanaikaisesti.
3D-tulostetut keuhkot
Vuonna 2017 United ryhtyi yhteen maailman suurimmista 3D-tulostusyrityksistä - 3D Systemsistä - luodakseen kollageenibioprosessorin ja maksoi toiselle yritykselle, 3Scanille, leikata keuhkot ja luoda yksityiskohtaisen kartan niiden sisäpuolelta.
3D Systems -tulostin käyttää nyt stereolitografiamenetelmää. Ultraviolettilaser valaisee pienen kollageenialtaan, joka on seostettu valoherkillä molekyyleillä. Aina kun laser pysähtyy, kollageeni jähmettyy.
Vähitellen painettu esine kasvaa uusilla kerroksilla. Tulostin voi tällä hetkellä pinota kollageenia resoluutiolla noin 20 mikrometriä, mutta mikrometrin mittakaavan resoluutio tarvitaan keuhkojen toiminnan varmistamiseksi.
Kun keuhkojen kollageenitelineet on painettu, seuraava askel on injektoida ihmisen solut niihin - ns. Uudelleensellulaatioprosessi. Tavoitteena on käyttää kantasoluja, jotka kasvavat telineellä ja erottuvat toisistaan tarjoamalla lopulta asianmukaiset toiminnot. Kaikki viitteet osoittavat, että tämä lähestymistapa saattaa toimia.
Harvardin yliopiston kokeellinen kirurgi Harald Ott kertoi vuonna 2018 pumppaneensa miljardeja ihmisen soluja (napanuorasta ja hienonnetuista keuhkoista) sian keuhkoihin, joilla ei ole omia soluja. Kun Ottin joukkue yhdisti elimen uudelleen sian liikkeeseen, se ilmeni alkeellista toimintaa.
Sian keuhkojen humanisointi
Toista Rothblatt-elintuotantostrategiaa kutsutaan ksenotransplantaatioksi, ajatukseksi eläimen elinten siirrosta ihmisiin, jotka tarvitsevat korvaamista.
Koska aikuisen sian elimet ovat kooltaan ja muodoltaan samanlaisia kuin ihmiset, United Therapeutics on keskittynyt sikojen geneettisesti muuntamiseen, jotta ihmiset voivat käyttää elimiään. "Se ei oikeastaan ole niin suuri kauppa", Rothblatt sanoi vuonna 2015. "Se editoi yhtä geeniä toisensa jälkeen."
Tämän tavoitteen saavuttamiseksi United Therapeutics on tehnyt useita sijoituksia yrityksiin, kuten Revivicor ja Synthetic Genomics, ja allekirjoittanut merkittävät rahoitussopimukset Marylandin yliopiston, Alabaman yliopiston ja New York Presbyterian / Columbia Medical Centerin kanssa uusien sydän-, munuais- ja keuhkojen siirto-ohjelmien luomiseksi. vastaavasti. Rothblatt toivoo saavansa ensimmäisen ihmisensiirron kolmesta neljään vuoteen.
Päivää valmisteltaessa United Therapeutics osti 132 hehtaarin maa-alueen Research Triangle Park -puistossa ja rakensi 140 000 neliömetrin lääketieteellisen laboratorion, joka tuottaa lopulta jopa 1 000 tervettä sian keuhkoa - ksenolungia - muuntogeenisistä sioista vuosittain.
Ex vivo keuhkojen perfuusiojärjestelmät
Sian keuhkojen 3D-tulostuksen ja geenitekniikan lisäksi Rothblatt on jo käynnistänyt kolmannen lyhytaikaisen lähestymistavan keuhkojen toimituksen parantamiseksi apua tarvitseville.
Vain noin 30 prosenttia mahdollisista luovuttajien keuhkoista täyttää elinsiirtoperusteet; näistä vain 85 prosenttia voidaan käyttää leikkauskeskukseen saapumisen jälkeen. Seurauksena on, että lähes 75% mahdollisista keuhkoista ei koskaan pääty avun tarpeeseen.
Entä jos nämä keuhkot voitaisiin korjata? Juuri tämä on tohtori Rothblattin seuraava lähestymistapa.
Vuonna 2016 United Therapeutics sijoitti 41,8 miljoonaa dollaria TransMedics -yhtiöön, Massachusetts-yhtiöön, joka kehittää ex vivo-perfuusiojärjestelmiä luovutettuihin keuhkoihin, sydämiin ja munuaisiin.
XVIVO perfuusiojärjestelmä ottaa marginaalisen laadun keuhkot, jotka eivät alun perin täyttäneet elinsiirtoperusteita, suorittaa perfuusion ja ilmanvaihdon normaaleissa lämpöolosuhteissa, jotta kirurgit voivat arvioida uudelleen siirteen sopivuuden.
Nuori veri ja parabioosi
Mikä on parabioosi? Uskotaan, että nuorempien, fyysisesti kunnossa olevien yksilöiden säännöllinen verensiirto voi hidastaa merkittävästi ikääntymisprosessia. Ja tämä tapahtuu jo nyt.
Stanfordin ja Harvardin tutkimukset ovat osoittaneet, että vanhemmat eläimet, kun ne ovat verensiirtoina nuorten eläinten vereen, osoittavat uudistumista monissa kudoksissa ja elimissä.
Päinvastoin on myös totta: nuoret eläimet ikääntyvät nopeammin, kun he saavat verta vanhemmilta eläimiltä. Tätä nuoruuden virtuaalisen suihkulähteen hyödyntäminen on hankalaa.
ambrosia
Yksi yritys, San Franciscossa toimiva startup nimeltään Ambrosia, aloitti äskettäin käytännön kokeita parabioosista. Heidän protokolla on yksinkertainen: 35-vuotiaat ja vanhemmat terveet osallistujat saavat plasmasiirtoja alle 25-vuotiailta luovuttajilta, ja tutkijat seuraavat verensä seuraavien kahden vuoden aikana yrittäessään määrittää terveyden ja ikääntymisen molekyylin indikaattoreita.
Ambrosian perustaja Jesse Karmazin kiinnostui parabioosifirman perustamisesta nähtyään vaikuttavia eläintietoja ja inhimillisiä tutkimuksia ulkomailta: Jokaisessa tutkimuksessa koehenkilöt kokivat ikääntymisen oireiden kääntymisen melkein kaikissa tärkeimmissä elinjärjestelmissä. "Vaikutukset näyttävät olevan melkein pysyviä", hän sanoo. "Se on melkein kuin geeniekspression palauttaminen."
Esittelyssä omat napanuoran verisolun solut ikääntyessään voivat olla valtavia hyötyjä pitkäikäisyydestä. FDA: n lehdistötiedotteen jälkeen helmikuussa 2019 Ambrosia lopetti asiakkaiden hoidon muutama kuukausi toiminnan aloittamisen jälkeen.
Ymmärretään, että FDA on herättänyt huolta parabioosin käytännöstä, koska tähän mennessä kliinisistä tiedoista puuttuu selvästi hoidon tehokkuuden tueksi.
Elevian
Mainepiirin toisessa päässä on Elevian, Harvardin yliopiston startup. Elevian lähestyy pitkäikäisyyttä huolellisella, tieteellisellä strategialla. Peter Diamandiksesta tuli Elevianin neuvonantaja ja sijoittaja.
Yrityksen toimitusjohtaja Mark Allen, M. T., on liittynyt tusinaan Harvardin tohtoria. Elevianin tieteelliset perustajat liittyivät yritykseen etsiessään erityisiä verenkierrossa olevia tekijöitä, jotka saattavat olla vastuussa "nuoren veren" vaikutuksesta.
Yksi esimerkki: luonnossa esiintyvä molekyyli, joka tunnetaan nimellä "kasvun erilaistustekijä 11" tai GDF11. Sen jälkeen kun se oli viety vanhuksille hiirille, monet nuoren veren regeneratiivisista vaikutuksista lisääntyivät, sydän, aivot, lihakset, keuhkot ja munuaiset uudistettiin.
Erityisesti GDF11-lisäravinteet vähentävät ikään liittyvää sydämen hypertrofiaa, nopeuttavat luurankojen lihasten palautumista, parantavat liikunnan sietokykyä, parantavat aivojen toimintaa ja aivojen verenvirtausta ja parantavat aineenvaihduntaa.
Elevian kehittää valikoimaa terapeuttisia aineita, jotka säätelevät GDF11: tä ja muita verenkierrossa vaikuttavia tekijöitä. Tavoitteena on palauttaa kehon luonnollinen uusiutumiskyky, mikä Elevianin mukaan pystyy poistamaan useita ikään liittyvien sairauksien taustalla olevia syitä ja kääntämään tai ehkäisemään monia ikääntymiseen liittyviä sairauksia ja pidentämään terveen elinajanodotetta.
Lähestymmekö kuolemattomuutta?
Vuonna 1992 futuristi Leland Kaiser loi termin "regeneratiivinen lääketiede":
"Uusi lääketieteen haara kehittyy, joka yrittää muuttaa kroonisen sairauden kulkua ja monissa tapauksissa korjata väsyneitä ja heikentyneitä elinjärjestelmiä."
Sittemmin voimakas uudistava lääketiede on kasvanut räjähdysmäisesti, ja tämän nopean kasvun odotetaan jatkuvan. Ihmisen elämän radikaali jatke on näkyvissä. Hyvin pian saamme kaikki regeneratiivisia supervaltoja, jotka aiemmin kuuluivat vain kouralliselle eläimelle ja sarjakuvien supersankarille.
Ilja Khel