Ежегодно около 120 тысяч 3, в основном почки, пересаживают от одного человека к другому. Иногда донорами выступают живые добровольцы. Но чаще источником органов становятся люди, которые стали жертвами несчастного случая, инсульта, сердечного приступа или любого другого фактора, который внезапно остановил жизнь в целом здорового человека.
Но автомобили становятся более безопасными, а первая медицинская помощь - более эффективной. Количество органов для пересадки сокращается. Много людей умирают в ожидании трансплантации. Поэтому исследователи начали изучать вопрос, как вырастить новые органы из генетических образцов.
Об этом сегодня пишет The Economist. Один из перспективных подходов - метод печати органов. Сегодня много вещей изготавливается с помощью 3D-принтеров. И, кажется, нет причин, почему части человеческого тела тоже нельзя воспроизвести таким способом. Но сейчас такая "биопечать" остается экспериментальным. Но напечатанные живые ткани уже сейчас продаются для испытания лекарств. И ожидается, что первая трансплантация тканей произойдет в течение ближайших лет.
Идея биоечати появилась в начале 2000-х годов, когда оказалось, что живые клетки можно распылять через форсунки струйных принтеров и при этом не повредить их. Сегодня с помощью многих струйных печатных головок можно наносить клетки разного типа вместе с полимерами, которые помогают сформировать определенную структуру. Можно наносить один слой клеток на другой и таким образом наращивать настоящую живую и функциональную ткань.
Исследователи в разных местах мира пытаются экспериментировать с тканями почек, печени, кожи, костей и хрящей, а также с клетками крови, чтобы поддерживать образцы живыми. Удалось пересадить напечатанные уши, кости и мышцы животным, а также добиться того, чтобы эти искусственные органы прижились. В прошлом году исследователи из Университета Нортвестерна в Чикаго даже напечатали функциональные яичники для мыши. Грызун смог зачать и родить с помощью искусственных органов.
Никто пока не говорит о том, чтобы печатать гонады для людей. Но кровь - это другое дело. Биотехнологическая компания Sichuan Revotek в Китае успешно имплантировала напечатанную часть артерии обезьяне. Это первый шаг в испытании технологии, предназначенной для людей. Также компания из Сан-Диего Organovo в декабре объявила, что смогла успешно пересадить напечатанную ткань человеческой печени мыши. И эта ткань прижилась и функционирует. Organovo надеется, что через 3-5 лет сможет разработать процедуру лечения хронической недостаточности печени, а также врожденного нарушения метаболизма у детей раннего возраста. Компания оценила, что только в Америке потенциал рынка такого лечения оценивается в три миллиарда долларов в год.
Американстький гигант Johnson & Johnson также убежден, что биопечать очень скоро изменит медицину. Поэтому компания организовала альянсы с несколькими заинтересованными в этой технологии учеными и биотехнологическими компаниями. Один из таких альянсов создан с компанией Tissue Regeneration Systems из Мичигана. Его цель - разработать импланты для лечения поврежденных костей. Другой альянс с компанией Aspect из Канады работает над печатью мениска.
Издание пишет, что в ближайшем будущем биопечать поможет развивать и тестировать другие виды лечения. Organovo уже предлагает ткани печени и почек для безопасного испытания медицинских препаратов. Это успокоит активистов, поскольку необходимость испытывать лекарства на животных исчезнет. Также это пойдет на пользу производителям, поскольку напечатанные ткани - человеческие. Поэтому результаты испытаний будут более точными.
Из таких же соображений французская компания L'oréal, американская Procter & Gamble и немецкий химический концерн BASF работают над печатью человеческой кожи. Французский производитель косметики уже сейчас выращивает около пяти квадратных метров кожи в год, используя более медленные, устаревшие технологии. Биопечать позволит выращивать значительно больше, а также кожу разных типов и текстуры.
Напечатанная кожа может быть использована для пересадки людям с ожогами и язвами. Этот подход тоже еще в процессе рассмотрения, поскольку кожу нужно печатать просто на теле. Пенсильванская компания Renovacare разработала специальный пистолет, которым можно распылять стволовые клетки кожи на ране или месте ожога пострадавшего. Стволовые клетки могут становиться любым другим видом клеток. Согласно методу компании, их берут у самого пациента, поэтому угрозы, что организм отторгнет новую ткань, нет.
Большой победой всех этих усилий станет возможность печатать целые органы. Аналитическая компания Roots Analysis считает, что напечатанные почки появятся в клиниках на протяжении ближайших шести лет. Печень, которая имеет естественное свойство восстанавливаться, тоже, скорее всего, не заставит себя ждать. Разработка технологии для печати сердец займет больше времени из-за геометрически сложной структуры органа. Во всех случаях появление на рынке напечатанных органов будет означать, что людям, которым они нужны, не придется ждать ни жеста доброй воли потенциальных доноров, ни смерти незнакомцев, чтобы спасти свою жизнь.
Ранее сообщалось, что ученым впервые удалось вырастить орган одного животного в теле другого. По мнению исследователей, успех эксперимента открывает огромные возможности для выращивания органов человека в телах различных животных. Но для этого необходимо решить ряд этических вопросов.
А исследователи из Ливерморской национальной лаборатории разработали метод 3D-печати кровеносных сосудов, которые через некоторое время начинают самостоятельно обрастать капиллярами.