Olemme tekemisissä asiantuntijan kanssa, mitkä näkökulmat ihmiskunnalle avautuvat solu-3D-tulostustekniikoilla.
Israelin tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet tulostamaan sydämen ihmisen kudoksesta 3D-tulostimella. Tel Avivin yliopiston biologit ottivat rasvasolut potilaalta, muunsivat ne sitten kantasoluiksi ja painottivat elimen kaikilla kammioilla, kammioilla ja verisuonilla. He eivät siirrä sitä henkilölle. Ensinnäkin liekkimoottoria ei tulosteta täysikokoisena, vaan pienoiskoossa - se on suunnilleen kirsikan kokoinen. Ja toiseksi, sydän kykenee supistumaan, mutta ei "osaa" pumppaa verta. Elinten tulostaminen potilaan omista soluista on transplantaattien kultainen unelma. Ensinnäkin katoavat jonot ihmisistä, jotka odottavat luovuttajan kuolemaa pelastaakseen oman henkensä. Toiseksi, elinluovuttajien hyljinnässä ei ole ongelmia.
Kommenttina kääntyi Yousef Khesuanin puoleen, 3D Bioprinting Solutions -yrityksen toimitusjohtaja. Muista, että tämän venäläisen laboratorion tutkijat olivat ensimmäiset maailmassa tulostaneet ja siirtäneet laboratoriohiiren haiman.
"Patch" sydämessä
Yusef Djordjevic, auta arvioimaan tapahtuman laajuutta: onko se todella tieteellinen läpimurto?
- Tämä on hyvä, arvokas kokeilu. Israelin kollegat käyttivät geeli geelillä -painatustekniikkaa. Eli he eivät tulostaneet Petrimaljaan, vaan erityiseen astiaan, joka sisälsi tietyn geelin. Tämä on erittäin mielenkiintoinen lähestymistapa monimutkaisen elimen luomiseksi. Mutta kuten voitte kuvitella, muoto ei aina määrittele toimintoa. Elin toimivuuden kannalta herättää paljon kysymyksiä, niihin voidaan vastata vain silloin, kun tällaiset tekniset rakenteet siirretään eläimille. Ja vielä yksi asia, media ei huomaa tätä, mutta artikkeli käsittelee "laastarien" tulostamista sydämeen.
Israelin tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet tulostamaan sydämen ihmisen kudoksesta 3D-tulostimella. Kuva: REUTERS.
Mainosvideo:
Mikä se on?
- Oletetaan, että sydänkudoksessa on vaurioitunut alue ja se on vaihdettava. Korjaustekniikka edellyttää, että koko elintä ei tarvitse tulostaa uudelleen kokonaisuutena. Vaurioitunut alue poistetaan ja sen sijaan tulostetaan painettu laastari, jota tarvitaan toiminnan palauttamiseksi. Eli voimme jo puhua tämän työn käytännön soveltamisesta.
Polku hiirestä ihmiseen
Mutta painat ja siirrät hiiren kilpirauhanen takaisin vuonna 2015. Ja ulkopuolelta näytti siltä, että ihmiselinten viljely oli vain kivenheiton päässä. Kuinka kauan hiiristä ihmisiin pääsy kestää?
- Emme ole vielä tulostaneet ihmisen kilpirauhanen yhdestä syystä: koska meillä ei ole riittävästi solumateriaalia. Mitä tarkoitan? Hiirikokeissa käytettiin alkion soluja. Luonnollisesti emme voi eikä halua käyttää alkioita ihmisille. Ja jos kilpirauhanen solut on eristetty aikuispotilaasta, niin ne kasvavat hyvin heikosti - saamme kasvun 5–7 prosenttia. Tämä ei todellakaan riitä! Mutta jos puhumme jostain ajanjaksosta, odotamme, että ensimmäiset kliinisten elinten painotuotteiden bioprinsterit ilmestyvät vuonna 2030. Ja toistaiseksi olemme siirtymässä tämän aikataulun mukaisesti. Mutta meidän on tehtävä varaus, että puhuttaessa sellaisista litteistä elimistä kuten iho ja rusto.
”Viime vuonna kokeilit biopainatusta kansainvälisellä avaruusasemalla. Oletko tyytyväinen tuloksiin?
- Painovoiman puute antaa meille mahdollisuuden luoda monimutkaisempia geometrisia kuvioita. Olemme tyytyväisiä tuloksiin ja haluamme tehdä vielä muutamia kokeita ISS: n aluksella tänä vuonna.
Kosteuden paraneminen
Voisitko kertoa kaikkein herkullisimmista tutkimuksista?
- Ensinnäkin haluamme toistaa kokeet ihmisen rustokudoksen ja hiiren kilpirauhanen tulostamiseksi nollapainolla bioprinterillemme. Toiseksi keskustelemme yhteisistä kokeiluista amerikkalaisten ja israelilaisten startup-yritysten kanssa keinotekoisen lihan luomiseksi avaruuteen. He lähettävät meille lihassolut ja me koota niistä kolmiulotteiset rakenteet. Pitkän matkan avaruuslentojen aikana astronautit eivät selviä pelkästään säilykkeistä! Lisäksi työskentelemme kolmiulotteisten rakenteiden luomiseksi bakteereista, koska useat tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerit muodostavat aktiivisesti biofilmejä mikropainon olosuhteissa ja tulevat resistentteiksi antibiooteille melko lyhyessä ajassa.
Mihin tämä tutkimus on tarkoitettu?
- Ihmiskunta on aikakauden partaalla, jolloin se jättää kehdostaan ja menee muille planeetoille. Miehitetyt lennot Marsiin ovat todellisuus seuraavan 10 vuoden aikana. Meille on tärkeää mallintaa bakteerien mahdollinen käyttäytyminen kaukomatkojen aikana potentiaalisten patologioiden ennustamiseksi. Vaikuttava esimerkki: Ihmiskunta ei tiennyt sellaisen taudin kuin skorbuuttisen olemassaolosta, kunnes pitkät merimatkat alkoivat suurten maantieteellisten löytöjen aikakaudella. On mahdollista, että kaukomatkojen avaruuslentojen aikana miehistö kohtaa myös uusia patologioita ja sairauksia.
Ensimmäinen siirrettävä henkilö ei ole painettu sydän, vaan kilpirauhanen
Maailmassa on monia laboratorioita, jotka harjoittavat biopainatusta, kuka on lähempänä tulosta? Ja missä olemme tässä kilpailussa?
- Kaiken tyyppisiä elimiä ei voida tulostaa; mikään maailman laboratorio ei tee tätä. On selvää, että ne, jotka käsittelevät litteitä elimiä, ovat lähinnä kliinisiä tutkimuksia, tarkoitan ihoa ja rustoa. Emme työskentele ihosolujen kanssa, teemme sellaisia kokeita rustosoluilla, mutta näiden alueiden johtavat laboratoriot sijaitsevat Japanissa ja Yhdysvalloissa. Mutta toiminnan palauttamiseksi organismien tasolla olemme kollegoidemme edessä. Täällä voit lainata kokeitamme kilpirauhanen, samoin kuin uusia magnetoakustisia tekniikoita.
Onko sinulla ymmärrystä, mitkä elimistä kasvatetaan ja siirretään ensimmäiseksi ihmisille?
- Mielestäni se ei ole sydän, vaan jotkut endokriinisen järjestelmän elimistä - kilpirauhasen tai haiman. Eli ne elimet, jotka tuottavat hormoneja. Ensinnäkin, koska heille tehdään suuri määrä tutkimusta riittävän solumateriaalin saamiseksi - tämä on yksi tärkeistä näkökohdista. Ja toiseksi, näillä elimillä on melko yksinkertainen sisäinen organisaatio - ei ole olemassa monimutkaista erittelykanavien järjestelmää. Toivottavasti voimme ensimmäisenä maailmassa tulostaa ja siirtää ihmisen elimen.
YAROSLAV KOROBATOV