Выращено в пробирке
Фото: Ulrich Baumgarten / Getty Images / Fotobank.ru

Фото: Ulrich Baumgarten / Getty Images / Fotobank.ru

Какие органы и ткани научились создавать искусственно за последний год

Ученые продолжают исследовать возможности стволовых клеток и биоинженерии. В мире уже есть люди с искусственно выращенными трахеями и бронхами, в распоряжении фармакологов скоро появится искусственная ткань печени, неотличимая от настоящей, ведутся эксперименты по выращиванию почек. Мы собрали разработки в этой области, сделанные за последний год.

Искусственные мышцы

В январе 2015 года сотрудники Университета Дьюка объявили, что в их лаборатории была выращена человеческая скелетно-мышечная ткань, которая способна сокращаться, как настоящая. Как считают ученые, это, во-первых, поможет в изучении таких болезней, как мышечная дистрофия, а во-вторых, будет большим подспорьем в разработке специализированных лекарств, которые больше не надо будет тестировать на людях.

«Одна из наших целей — использовать этот метод, чтобы предоставить пациентам персонализированную медицину. Мы можем брать биопсию у каждого пациента, выращивать множество мышц в качестве экспериментальных образцов, а потом выяснять, какое лекарство действует лучше всего», — рассказал один из авторов исследования Ненад Бурсак (Nenad Bursac). По словам самих ученых, у них был большой опыт воссоздания в лабораторных условиях мышечной ткани из клеток животных, однако впервые им удалось достичь такого же результата с человеческими клетками.

Чтобы создать скелетно-мышечную ткань, Бурсак и его коллеги взяли небольшой образец клеток, которые уже не являлись стволовыми клетками, но еще не превратились в мышечную ткань. После этого они смешали эти миогенные клетки-предшественники с питательным гелем и поместили их в подложку для 3D-печати, что заставило клетки расположиться в нужном порядке и сформировать мышечные волокна.

Полученная в результате ткань реагировала на раздражители точно так же, как естественная ткань организма.

Авторы исследования надеются, что следующим этапом работы станет возможность выращивать искусственную мышечную ткань из клеток кожи или образцов крови. Это, в свою очередь, позволит пациентам избежать биопсии.

Искусственные желудки

В октябре 2014 года стало известно, что ученые впервые сумели вырастить из стволовых клеток миниатюрные человеческие желудки. Как предполагается, они смогут стать моделью для изучения желудочных болезней, таких, как язва или рак. Выращенные органы имеют диаметр всего около трех миллиметров, но реагируют на инфекцию точно так же, как реальные.

«До этого у нас не было удобных способов изучать человеческие желудочные болезни, поскольку у человека и животных эти болезни различаются», — заявил руководитель исследования Джеймс Уэллс (James Wells).

Многие желудочные болезни человека связаны с бактерией Helicobacter pylori, носителями которой является половина человечества. Исследователи, вырастившие мини-желудки, затем инфицировали их этой бактерией. Животные практически никак не реагируют на хеликобактера и не страдают связанными с ним болезнями. Однако в выращенных желудках бактерия повела себя так, как если бы это был настоящий желудок человека. Она начала вводить свои белки в окружающие клетки и размножаться.

«Это момент начала инфекции. Теперь мы можем продуктивно изучать бактерию и то, как она порождает болезни»,  — отметил Джеймс Уэллс. Теперь ученые выясняют, можно ли этим методом вырастить ткань желудка, пригодную для применения в хирургии.

Искусственные кровеносные сосуды

Несколько ложек крови — и ученым удалось вырастить из них полностью функционирующие кровеносные сосуды всего за неделю. Затем сосудистые трансплантаты успешно пересадили трем детям, у которых отсутствовала воротная вена, соединяющая желудочно-кишечный тракт и печень. Теперь, когда доказано, что данная операция безопасна и полностью осуществима, врачи смогут начать использовать эту технику в лечении пациентов с сосудистыми болезнями — а это около 25 миллионов людей по всему миру.

Все началось с того, что три года назад профессор трансплантационной биологии Сухитра Сумитран-Холгерссон (Suchitra Sumitran-Holgersson) и хирург Микаэль Олауссон (Michael Olausson) вырастили новый кровеносный сосуд для пациентки с тем же диагнозом. Но для этого им пришлось сделать пациентке пункцию костного мозга, которая крайне болезненна. Несмотря на то, что пересадка оказалась удачной, на выращивание сосуда ушел целый месяц. Ученые решили не останавливаться на достигнутом и попробовать новый подход — извлечь стволовые клетки из образцов крови, а не из костного мозга. Для этого потребовалось всего 25 миллилитров крови, взятой у трех детей. Новый метод оправдал себя полностью — кровеносные сосуды удалось вырастить всего за неделю. Сейчас состояние здоровья двух пациентов хорошее, третий ребенок пока что находится под наблюдением.

Боль в пробирке

Хотите посмотреть на модель человеческой боли? Она существует. Ученые из Гарвардского университета вырастили нервную ткань, состоящую из нервных окончаний — ноцирецепторов. Это было сделано с помощью перепрограммирования обычных клеток кожи. Ноцирецепторы реагируют на потенциальное повреждение (например, на травму или ожог) и отправляют в спинной и головной мозг болевые сигналы. Эти нервные окончания расположены в основном в коже и пищеварительной системе человека.

Выращенные нервные клетки реагируют на любую болевую стимуляцию — при нагреве до 42 градусов по Цельсию они посылают сигналы об ожоге, а при контакте с капсаицином (жгучим алкалоидом, содержащемся в перце чили) реакция нервных клеток повторяла болевую реакцию на острое.

«Цель состояла в том, чтобы изучить ключевые аспекты того, как нервная система генерирует болевые ощущения. Мы хотели создать основные элементы человеческой нервной системы, вовлеченные в болевую реакцию», — пояснил руководитель исследования Клиффорд Вулф (Clifford Woolf).

Как предполагается, эта модель поможет разрабатывать новые виды обезболивающих препаратов, а также может помочь выяснить, почему люди по-разному переносят хроническую боль.

Не надо нервничать Далее в рубрике Не надо нервничатьНовые научные данные о стрессе Читайте в рубрике «Здоровье» В России разработают профессиональный стандарт и кодекс этики гериатровоответствующее поручение дала заместитель председателя Правительства России Ольга Голодец В России разработают профессиональный стандарт и кодекс этики гериатров

Комментарии

21 января 2015, 09:22
Биологические 3D принтеры - это, несомненно, прорыв. Скоро научатся "печатать" все - можно будет даже "Напечатать" себе новое молодое тело, потом пересадить в него свой мозг и наслаждаться всеми радостями жизни дальше. Кончилась печень - сделали новую, испортил желудок - заменили аналогом. Красота...
21 января 2015, 12:37
Это вы все хорошо описали, но ранова-то, дело в том, что с мозгом как раз будут проблемы и с нервными окончаниями. Отдельный орган мы способный произвести, но мы его вживляем в уже живую систему,а создать искусственное тело и оживить его одним мозгом очень сложно, но думаю в 21 веке научатся делать подобные операции.
21 января 2015, 13:58
Обидно немного, что эти прорывные медицинские технологии, достанутся не нам, а в лучшем случае детям и внукам....
21 января 2015, 15:58
Не отчаивайтесь Михой, можно еще пожить лет 30, за это время многое поменяется, так что копите деньги;)
21 января 2015, 23:22
Не стоит примерять на себя обязанности Всевышнего, ни чего хорошего из этого не выйдет.
22 января 2015, 12:55
Чем выше взлетаешь, тем большее падаешь.
21 января 2015, 10:07
Поколение киборгов-андроидов внешне неотличимых от человека не за горами. Дело осталось за малым - научиться "вправлять мозги" этим искусственным биологическим организмам. Но вот проблема - как только дело доходит до функции человеческого мозга и загадке жизненной силы - учёные разводят руками. Ни один из клонов не способен к продолжительной жизни, клетки таких организмов подвержены стремительному старению, а уж о способности искусственного мозга самостоятельно мыслить речи вообще не идёт.
21 января 2015, 13:49
В этом направлении работа ведется. Уже машины с искусственным интеллектом проходят тест Тьюринга.
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Читайте самое важное в вашей ленте
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте наиболее актуальные материалы
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»