https://frosthead.com

Органи, направени по поръчка

Антъни Атала работи в магазина за боди на бъдещето. Той е директор на Института за регенеративна медицина на Уейк Форест във Уинстън-Салем, Северна Каролина, и той и колегите му използват човешки клетки за растеж на мускули, кръвоносни съдове, кожа и дори на пълен пикочен мехур. Голяма част от работата е експериментална и все още не е тествана при хора, но Atala имплантира лабораторно отглеждани пикочни мехури на повече от две дузини деца и млади възрастни, родени с дефектни пикочни мехури, които не се изпразват правилно, състояние, което може да причини увреждане на бъбреците. Пикочните мехури са първите, генерирани от лаборатория човешки органи, имплантирани при хора. Ако продължат да се представят добре при клинични тестове, лечението може да стане стандартно не само при вродени дефекти на пикочния мехур, но и при рак на пикочния мехур и други състояния.

Atala и неговите колеги правят резервни части от собствените суровини на пациентите. За да произведат пикочен мехур, те отстраняват малко парче от органа на пациента и отделят мускулни клетки и уротелиални клетки, които подреждат пикочните пътища. Те поставят клетките в лабораторни съдове и къпят всеки вид в течност, която ги подтиква да се размножават. След шест седмици има достатъчно живи клетки за цял пикочен мехур. След това изследователите изливат мускулните клетки от външната страна на скеле, изработено от колаген, протеин в съединителната тъкан и полигликолова киселина, материал, използван в абсорбиращи се конци. Два дни по-късно те покриват вътрешността на скелето с уротелиални клетки. Новият пикочен мехур се подхранва в инкубатор, който имитира условията на тялото, позволявайки на клетките да растат и да се сплетат заедно. След това пикочният мехур се имплантира в пациент, където скелето постепенно се разтваря. Изследователите са стандартизирали процедурата за отглеждане на пикочния мехур, казва с усмивка Атала, и сега правят "малки, средни, големи и изключително големи размери."

Някога дивите идеи на регенеративната медицина бързо стават реалност. В края на миналата година Organovo, биотехнологична компания в Сан Диего, започна разпространението на първия наличен в търговската мрежа принтер за част от тялото. Да, четете правилно: принтер за части на тялото. Използвайки същата идея като мастилено-струен принтер, той изхвърля капсули от клетки и скеле, насочени към лазер, върху подвижна платформа. С всяко преминаване на главата на принтера платформата потъва и депозираният материал постепенно натрупва 3-D парче тъкан. Лабораториите за регенеративна медицина по света разчитат на принтера, за да генерират парчета кожа, мускули и кръвоносни съдове. Лабораторията на Атала използва технологията за конструиране на двукамерно сърце с размер на мишка за около 40 минути.

Атала и неговите колеги също са успели да направят изградени лабораторни бъбреци, които произвеждат урина, когато се имплантират на опитни животни. И в рамките на няколко години, според него, човешката кожа може да се превърне в растеж в лаборатория и да бъде дадена за изгаряне на жертви и други пациенти, които днес трябва да претърпят болезнени кожни присадки.

Органи, отглеждани извън тялото, ще трансформират лекарството, прогнозира Атала, но стимулирането на поправянето и повторния растеж в тялото ще бъде също толкова важно. Той и други учени предвиждат инжектиране на здрави клетки и стимулиращи растежа молекули в болни или увредени бели дробове, черен дроб и сърца, като ги подтиква да се регенерират. Тогава е последното предизвикателство: Може ли пациент някой ден да отрови цял крайник?

„Това не е извън сферата на възможностите“, казва Атала. „Ако саламандърът може да го направи, защо човек не може?” Учените се приближават до разбирането на фините генетични и физиологични процеси, които позволяват на саламандрите да регенерират крайниците си от нулата. Повече улики идват от лабораторни мишки, които имат генетична мутация, която им позволява частично да регенерират разделени цифри.

Ще успеят ли лекарите след 40 години да помогнат на хората да регенерират разкъсани гръбначни връзки, повредени сърца или дори изгубени крайници? Атала казва, че е оптимист: „Нещата, които са възможни днес, бяха мечта преди 20 години.“

Гретхен Вогел живее в Берлин и пише за Science .

Антъни Атала, директор на Института за регенеративна медицина на Уейк Форест, е стандартизирал процедурата за отглеждане на пикочния мехур. (Баптистки медицински център на Университета на Уейк Форест) Използвайки скелета и собствени клетки на пациента, отглеждани в лаборатория, изследователите изграждат заместващи части на тялото. (Баптистки медицински център на Университета на Уейк Форест) Сърдечна клапа се упражнява в лабораторията преди имплантацията. (Баптистки медицински център на Университета на Уейк Форест) Пикочен мехур, подобен на този, който се тества при хора. (Баптистки медицински център на Университета на Уейк Форест)
Органи, направени по поръчка