Первые образцы напечатанных живых тканей и построенных из них пространственных структур, пока довольно простых, биологи уже изучают в лабораториях. Впереди ещё много работы. Но, по словам учёных, первые "товарные" ткани из принтера появятся на рынке в самые ближайшие годы. Несколько лет назад было показано, что печать биологических тканей — это не
фантастика. Однако от ранних опытов до массового применения такой технологии в
медицине пройдёт ещё не один год.
Простой вроде принцип: наращивание клеточной ткани слой за слоем при помощи
принтера, напоминающего по устройству обычный. Но тут главное — продумать все
тонкости технологии, выявить её подводные камни.
Этим и занимаются профессор Габор Форгач (Gabor Forgacs) и его лаборатория
Forgacslab в рамках проекта Organ Printing.
Форгач и его коллеги из университета Миссури (University of Missouri-Columbia)
создали функциональные кровеносные сосуды и кусочки сердечной ткани при помощи
своего перспективного способа печати органов, о чём и написали статью в журнале
Tissue Engineering.
Говоря упрощённо, в экспериментах университета Миссури используется трёхмерный
биопринтер (построенный по заказу учёных компанией nScrypt), заправляемый живыми
"чернилами". Он по командам компьютера и выстраивает нужную "конструкцию" слой
за слоем.
Преимущество нового метода в том, что такая основа вообще не требуется — форму
сосуда, кусочка печени или сердечной мышцы задаёт сам принтер. А ведь любой
"каркас" для клеток, попавший в организм в составе имплантата, это потенциальный
инициатор воспаления, отмечает Габор.
"Мы никогда не сможем полностью напечатать печень, со всеми её деталями, —
говорит Габор, — но этого и не требуется. Если вы сможете инициировать процесс,
природа доделает всё за вас".
Иными словами, метод Форгача предполагает не печать совершенно готовых органов,
ничем не отличающихся от тех, что работают в теле человека, а создание живых
заготовок, к органам очень близких. Заготовок, доводку которых до ума возьмут на
себя законы биологии развития.
Авторы опытов говорят, что происходящее в отпечатанном куске ткани идентично
процессам, идущим в эмбрионе на ранних стадиях развития органов.
Специализированные клетки, следуя внутренним "инструкциям", объединяются именно
в ту систему, которую от них ждут.
Как пишет Nature, при печати клетками эндотелия в смеси с клетками сердца группа
Форгача получила кусочек работоспособной мышцы, в которой все клетки
объединились в единую систему через 70 часов после печати и начали синхронно
сокращаться через 90 часов. При этом клетки эндотелия собирались в некие
трубочки, напоминающие капилляры. Сейчас исследователи работают над способом
наращивания мышц на таких трубках, чтобы сделать их (напечатанные сосуды)
достаточно прочными для сшивания с настоящими сосудами в ходе операции.
При этом группа работает над особо трудными для изготовления сосудами, диаметром
меньше 6 миллиметров. Дело в том, что для сосудов более крупных давно существуют
удачные синтетические заменители, применяемые в качестве трансплантатов. А вот
создать из голой синтетики хорошие мелкие сосуды, и тем более – капилляры, пока
не удаётся. Потому их выращивание и было бы настоящим выходом. Ну а дальше можно
будет понемногу подобраться и к печати более сложных органов на заказ. Например,
говорят разработчики данной технологии, одними из первых таких "запчастей" они
начнут печатать человеческие почки. Интересно, что внешне органы эти, вероятно,
и не будут выглядеть как почки, сообщают экспериментаторы, но работать в
организме должны ничуть не хуже. И пусть очередь органов, устроенных куда
сложнее и работающих не столь просто, наступит позже, первые предвестники этих
рукотворных, но при этом живых трансплантатов уже созданы. Так что
работоспособность метода, хотя бы в его основе, можно считать доказанной. |