Jednáme s odborníkem, jaké perspektivy se lidstvu otevírají pomocí technologií 3D buněčného tisku.
Izraelským vědcům se poprvé podařilo vytisknout srdce z lidské tkáně pomocí 3D tiskárny. Biologové na Tel Avivově univerzitě odebrali tukové buňky od pacienta, pak je transformovali na kmenové buňky a vytiskli orgán se všemi komorami, komorami a cévami. Nebudou ho transplantovat osobě. Za prvé, plamenový motor není vytištěn v plné velikosti, ale v miniaturním měřítku - jedná se o velikost třešně. A za druhé, srdce je schopno stahovat, ale neví „jak“pumpovat krev. Tisk orgánů z vlastních buněk pacienta je zlatým snem transplantologů. Nejprve zmizí fronta lidí čekajících na smrt dárce, aby zachránili vlastní životy. Zadruhé nebudou problémy s odmítáním dárců orgánů.
Jako komentář jsme se obrátili na Yousefa Khesuaniho, řídícího partnera řešení 3D bioprintingu. Připomeňme, že vědci této ruské laboratoře byli prvními na světě, kteří tiskli a transplantovali slinivku laboratorní myši.
"Patch" na srdce
Yusef Djordjevic, pomozte posoudit rozsah události: je to skutečně vědecký průlom?
- To je dobrý, hodný experiment. Izraelští kolegové používali technologii tisku na gel. To znamená, že netiskli do Petriho misky, ale do speciální nádoby, která obsahovala určitý gel. Jedná se o velmi zajímavý přístup, pokud jde o vytvoření složitého orgánu. Jak si však dokážete představit, forma ne vždy definuje funkci. Z hlediska funkčnosti orgánu vyvstává mnoho otázek, na které lze odpovědět pouze tehdy, jsou-li takové konstrukční struktury transplantovány zvířatům. A ještě jedna věc, média si toho nevšimnou, ale článek se zabývá tiskem „záplat“na srdce.
Izraelským vědcům se poprvé podařilo vytisknout srdce z lidské tkáně pomocí 3D tiskárny. Foto: REUTERS.
Propagační video:
Co to je?
- Řekněme, že je poškozená oblast srdeční tkáně a je třeba ji vyměnit. Technologie záplatování předpokládá, že není třeba znovu tisknout celý orgán jako celek. Postižená oblast je odstraněna a na její místo je použita tištěná oprava, která je vyžadována pro obnovení funkce. To znamená, že už můžeme hovořit o praktickém uplatňování této práce.
Cesta od myši k člověku
Ale v roce 2015 jsi vytiskl a přesadil štítnou žlázu myši. Z vnější strany se zdálo, že kultivace lidských orgánů je jen co by kamenem dohodil. Jak dlouho bude trvat, než se z myši k člověku dostane?
- Dosud jsme lidskou štítnou žlázu nevytiskli právě z jednoho důvodu: protože nemáme dostatečný buněčný materiál. To, co mám na mysli? Při pokusech na myších jsme použili embryonální buňky. Samozřejmě nemůžeme a nechceme používat embrya pro člověka. A pokud jsou buňky štítné žlázy izolované od dospělého pacienta, pak rostou velmi špatně - dostaneme nárůst o 5-7 procent. To rozhodně nestačí! Pokud však hovoříme o časových horizontech, očekáváme, že první bioprintery pro tisk orgánů na klinikách se objeví v roce 2030. A zatím se pohybujeme v souladu s tímto plánem. Musíme si však udělat rezervaci, že zatímco mluvíme o takových plochých orgánech, jako je kůže a chrupavka.
"Minulý rok jsi experimentoval s bioprintingem na palubě Mezinárodní vesmírné stanice." Spokojeni s výsledky?
- Nedostatek gravitace nám umožňuje vytvářet složitější geometrické vzory. S výsledky jsme spokojeni a letos chceme na palubě ISS provést další experimenty.
Lék na kosmické kurděje
Mohl byste říct o tom „nejchutnějším“výzkumu?
- Za prvé, chceme opakovat experimenty s potiskem lidské chrupavkové tkáně a myší štítné žlázy s nulovou gravitací na našem bioprinteru. Za druhé, diskutujeme o společných experimentech s americkými a izraelskými startupy s cílem vytvořit umělé maso ve vesmíru. Pošlou nám svalové buňky a sestavíme z nich trojrozměrné konstrukty. Během kosmických letů na velké vzdálenosti astronauti nepřežijí pouze konzervované jídlo! Kromě toho budeme pracovat na vytvoření trojrozměrných struktur z bakterií, protože řada vědeckých prací ukázala, že bakterie aktivně vytvářejí biofilmy za podmínek mikrogravitace a během poměrně krátké doby se stávají rezistentními vůči antibiotikům.
Na co je tento výzkum?
- Lidstvo je na pokraji doby, kdy opustí kolébku a půjde na jiné planety. Lety s posádkou na Mars jsou realitou dalších 10 let. Je pro nás důležité modelovat možné chování bakterií během letů na velké vzdálenosti, abychom předpověděli možné patologie. Pozoruhodný příklad: lidstvo nevědělo o existenci takové nemoci, jako je kurděje, dokud nezačaly dlouhé námořní plavby v době velkých geografických objevů. Je možné, že během letů na velké vzdálenosti se posádky setkají také s novými patologiemi a nemocemi.
První osoba, která má být transplantována, není tištěné srdce, ale štítná žláza
Existuje mnoho laboratoří na světě, které se zabývají bioprintingem, kdo je blíž výsledku? A kde jsme v tomto závodě?
- Není možné tisknout všechny typy orgánů, žádná laboratoř na světě to nedělá. Je zřejmé, že ti, kteří se zabývají plochými orgány, jsou nejblíže klinickým zkouškám, mám na mysli kůži a chrupavku. S kožními buňkami nepracujeme, takové experimenty provádíme s chrupavkovými buňkami, ale přední laboratoře v těchto oblastech se nacházejí v Japonsku a USA. Ale pokud jde o obnovení funkce na úrovni organismů, jsme před našimi kolegy. Zde můžete citovat naše experimenty s štítnou žlázou, jakož i nové magneticko-akustické technologie.
Chápete, který z orgánů bude první, který se bude pěstovat a přesouvat na člověka?
- Podle mého názoru to nebude srdce, ale některé orgány endokrinního systému - štítná žláza nebo pankreas. To znamená, že orgány, které produkují hormony. Zaprvé, protože se na nich provádí velké množství výzkumu, pokud jde o získání přiměřeného buněčného materiálu - to je jeden z důležitých aspektů. A za druhé, tyto orgány mají poměrně jednoduchou vnitřní organizaci - neexistuje žádný složitý systém vylučovacích kanálků. Doufejme, že můžeme být první na světě, který tiskne a transplantuje lidský orgán.
YAROSLAV KOROBATOV