Как делают трехмерные органы, и кому они нужны
Рассказываем, что такое биопринтинг и какой будет трансплантационная медицина будущего.
При поддержке Invitro
Когда человеку пересадят первый напечатанный орган? Какой орган легче напечатать, и есть ли «непечатные»? Как биопечать связана с защитой животных, внедрением беспилотных автомобилей, модой и едой? Об этом и многом другом проекту «Здоровье Mail.Ru» рассказал соучредитель и управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани, докладчик второй международной конференции «Будущее медицины» в Санкт-Петербурге, организатором которой стала компания «Инвитро».
— Пересадка напечатанного органа человеку — вопрос какого будущего? Близкого или далекого?
— По официальной позиции сообщества, это произойдет не раньше 2030 года — и мы говорим об органе первой группы: кожа, хрящ. Но уже сейчас есть успехи в органах четвертой группы. В нашей лаборатории напечатан конструкт щитовидной железы — мы договорились называть это конструктом, потому что по форме он может не повторять природный орган, главное — чтобы выполнял функцию. Конструкт был пересажен лабораторным животным, у которых перед этим щитовидную железу нивелировали путем введения радиоактивного йода. Уровень гормона — щитовидка должна его вырабатывать — не определялся, то есть родная железа была уничтожена.
— По официальной позиции сообщества, это произойдет не раньше 2030 года — и мы говорим об органе первой группы: кожа, хрящ. Но уже сейчас есть успехи в органах четвертой группы. В нашей лаборатории напечатан конструкт щитовидной железы — мы договорились называть это конструктом, потому что по форме он может не повторять природный орган, главное — чтобы выполнял функцию. Конструкт был пересажен лабораторным животным, у которых перед этим щитовидную железу нивелировали путем введения радиоактивного йода. Уровень гормона — щитовидка должна его вырабатывать — не определялся, то есть родная железа была уничтожена.
А наши американские коллеги под руководством Рамаллы Шах напечатали конструкт яичников и пересадили их мышам взамен удаленных, после чего произошло оплодотворение и родилось здоровое потомство.
— Когда-то по телевизору шла реклама зубной пасты: далекое будущее, из ванной выходит юная блондинка, а мужчина лет тридцати рядом говорит: «Это моя бабушка. Все, что у нее осталось своего — это зубы». И ясно, что это не заслуга пластики. Что будет с протезированием органов, какие из них можно будет напечатать, вырастить, создать?
— Мы не можем знать точно, до чего дойдут технологии: они развиваются не линейно, а скачкообразно. Исследования идут параллельно во многих институтах и лабораториях, и периодически случаются прорывы. Давайте определимся с терминологией: мы занимаемся биопринтингом, то есть используем в качестве печатного материала живые клетки. Часто биопринтингом называют печать крупных суставов из титана или протезов конечностей из металла или пластика, но это неверно.
— Мы не можем знать точно, до чего дойдут технологии: они развиваются не линейно, а скачкообразно. Исследования идут параллельно во многих институтах и лабораториях, и периодически случаются прорывы. Давайте определимся с терминологией: мы занимаемся биопринтингом, то есть используем в качестве печатного материала живые клетки. Часто биопринтингом называют печать крупных суставов из титана или протезов конечностей из металла или пластика, но это неверно.
Чтобы ответить на вопрос: «Какие органы можно будет напечатать?» — надо понимать, что по сложности структуры орган органу рознь: есть четыре группы. В первой будут плоские органы — кожа, хрящевая ткань, во второй — полые трубчатые органы — сосуды, трахея, уретра, мочеточник. В этих двух группах уже проведены успешные лабораторные испытания на животных. Третья группа — полые нетрубчатые, например, мочевой пузырь или матка, а четвертая — сложные органы со сложной системой сосудистого русла: почка, печень. И именно производство этих органов поменяет жизнь человечества. Около 80% людей, нуждающихся в трансплантации органа, ждут именно почку. В одном только Китае 1,5 миллиона человек стоят в листе ожидания. В США около 400 тысяч. Каждый день в мире умирают около 20 человек, не дождавшихся трансплантации.
— А в России какие цифры?
— В России нет такого понятия, как лист ожидания. У нас проводят примерно тысячу трансплантаций в год. В Америке делают около 30 тысяч трансплантаций в год, хотя население наших стран отличается примерно в два раза, не в десять. Но и США не передовая страна в этой области. В первых рядах, как ни странно, Испания и Черногория. Это связано с лояльным законодательством и с большим количеством мотоциклистов — это основные доноры органов, как бы страшно это ни звучало. Есть мнение — небезосновательное — что распространение беспилотных автомобилей усугубит нехватку органов, потому что будет меньше ДТП.
— В России нет такого понятия, как лист ожидания. У нас проводят примерно тысячу трансплантаций в год. В Америке делают около 30 тысяч трансплантаций в год, хотя население наших стран отличается примерно в два раза, не в десять. Но и США не передовая страна в этой области. В первых рядах, как ни странно, Испания и Черногория. Это связано с лояльным законодательством и с большим количеством мотоциклистов — это основные доноры органов, как бы страшно это ни звучало. Есть мнение — небезосновательное — что распространение беспилотных автомобилей усугубит нехватку органов, потому что будет меньше ДТП.
— Какие есть основные сложности в вашей работе?
— В регенеративной медицине самый острый вопрос — где брать клетки? У взрослых людей клетки растут медленно. Поэтому мы используем разные технологии, в том числе индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — IPS, за открытие которых в 2012 году была присуждена Нобелевская премия.
— В регенеративной медицине самый острый вопрос — где брать клетки? У взрослых людей клетки растут медленно. Поэтому мы используем разные технологии, в том числе индуцированные плюрипотентные стволовые клетки — IPS, за открытие которых в 2012 году была присуждена Нобелевская премия.
Наши бельгийские коллеги активировали еще два гена, чтобы получить клетки щитовидной железы. При активации разных генов можно получать разные типы клеток: например, из клеток взрослого организма — клетки щитовидной железы в большом количестве. Второй большой вопрос — из чего делать подложки, на которые наносятся готовые клетки, чтобы потом эту конструкцию переносить в организм. Нужны прорывы во всех направлениях: в получении клеток, в создании подложек, в биопринтинге, который распределяет первые на вторых.
— А что в биопринтинге самое сложное?
— Пожалуй, проведение сосудистого русла внутри конструктов: они должны питаться, иначе будут умирать. Когда мы напечатали конструкт щитовидной железы, то использовали эмбриональные клетки, которые сами формировали сосуды. Мы не печатали сосуды, а создали условия для их роста — это большая разница.
— Пожалуй, проведение сосудистого русла внутри конструктов: они должны питаться, иначе будут умирать. Когда мы напечатали конструкт щитовидной железы, то использовали эмбриональные клетки, которые сами формировали сосуды. Мы не печатали сосуды, а создали условия для их роста — это большая разница.
— Государство помогает в вашей работе? Где вы находите финансирование?
— Мы являемся резидентами Сколково, получаем там поддержку, активно участвуем в международных грантах, имеем грант Российского научного фонда. Я лично больше всего горжусь даже не созданием биопринтера «Фабион» и не конструктом щитовидной железы, а тем, что удалось построить успешную коллаборацию с другими мировыми лабораториями: американскими, европейскими, китайскими. В создании нашего успешного конструкта участвовала греческая лаборатория, американская, бельгийская, два российских института.
— Мы являемся резидентами Сколково, получаем там поддержку, активно участвуем в международных грантах, имеем грант Российского научного фонда. Я лично больше всего горжусь даже не созданием биопринтера «Фабион» и не конструктом щитовидной железы, а тем, что удалось построить успешную коллаборацию с другими мировыми лабораториями: американскими, европейскими, китайскими. В создании нашего успешного конструкта участвовала греческая лаборатория, американская, бельгийская, два российских института.
— Вы в своей работе сталкиваетесь с препятствиями? Защитники животных? Религиозные организации?
— Пока нет, но вообще-то защитники животных должны нас, скорее, любить. С 2012 года в Европе запрещено использование животных в качестве моделей для испытаний косметологических препаратов. В мире тоже все идет к этому.
— Пока нет, но вообще-то защитники животных должны нас, скорее, любить. С 2012 года в Европе запрещено использование животных в качестве моделей для испытаний косметологических препаратов. В мире тоже все идет к этому.
Мировые косметические корпорации постепенно будут переходить от тестирований на животных к испытаниям на конструктах: это уже делается, в США этим занимается компания, контракты с которой уже подписали 25 фармацевтических концернов.
— А можно напечатать мясо для еды?
— Возможно: так, первая котлета стоила 300 000 фунтов стерлингов. Вторая — около 100 000 долларов, сейчас — порядка 10-12 тысяч долларов. Но все-таки это неплохо — за пять лет в тридцать раз подешевела! Могут быть найдены способы еще удешевить и технологии, и производство — ждем прорыва! Там другая проблема: удается получить большое количество мышечных клеток, но не удается получить волокна и накачать их — заставить заниматься фитнесом. Кроме того, есть компании, которые хотят по этой методике производить кожу для фэшн-индустрии, чтобы не было нужно убивать животных.
— Возможно: так, первая котлета стоила 300 000 фунтов стерлингов. Вторая — около 100 000 долларов, сейчас — порядка 10-12 тысяч долларов. Но все-таки это неплохо — за пять лет в тридцать раз подешевела! Могут быть найдены способы еще удешевить и технологии, и производство — ждем прорыва! Там другая проблема: удается получить большое количество мышечных клеток, но не удается получить волокна и накачать их — заставить заниматься фитнесом. Кроме того, есть компании, которые хотят по этой методике производить кожу для фэшн-индустрии, чтобы не было нужно убивать животных.
— Может, и шубы норковые можно так вырастить?
— Есть попытки вырастить волосы, так что и мех тоже теоретически можно...
— Есть попытки вырастить волосы, так что и мех тоже теоретически можно...
— На мой чисто обывательский взгляд, конструкт надежнее, чем донорский орган, который может износиться, всегда есть проблема отторжения...
— Да, если делать конструкт из собственных клеток, то проблема отторжения решается. После пересадки донорского органа человек всю жизнь должен принимать иммуносупрессанты, это снижает качество жизни.
— Да, если делать конструкт из собственных клеток, то проблема отторжения решается. После пересадки донорского органа человек всю жизнь должен принимать иммуносупрессанты, это снижает качество жизни.
— А можно будет в будущем страховаться? Например, имея почечную недостаточность, пойти и вырастить себе почку, пока все нормально?
— Это вопрос из области биобанкинга, он уже существует. В Японии есть государственная программа, предусматривающая, чтобы в будущем у 100% населения были банки IPS клеток, страна активно идет к этим показателям. В целом же — да, если нам удастся из существующих клеток создавать искусственные — органоиды, это будет следующий этап, от органоидов будет переход к органам.
— Это вопрос из области биобанкинга, он уже существует. В Японии есть государственная программа, предусматривающая, чтобы в будущем у 100% населения были банки IPS клеток, страна активно идет к этим показателям. В целом же — да, если нам удастся из существующих клеток создавать искусственные — органоиды, это будет следующий этап, от органоидов будет переход к органам.
Комментариев нет:
Отправить комментарий