https://frosthead.com

Orelid, mis on valmistatud eritellimusel

Anthony Atala töötab tuleviku kehapoes. Ta on Põhja-Carolinas Winston-Salemis asuva Wake Forest'i regeneratiivse meditsiini instituudi direktor ning ta ja ta kolleegid kasutavad inimese rakke lihaste, veresoonte, naha ja isegi täieliku kusepõie kasvatamiseks. Suur osa tööst on eksperimentaalne ja seda pole inimestel veel katsetatud, kuid Atala on implanteerinud laboratoorselt kasvatatud põiesid enam kui kahele tossale lapsele ja noorele täiskasvanule, kellel on defektsed põied, mis ei tühjene korralikult - seisund, mis võib põhjustada neerukahjustus. Põied olid esimesed laborisse genereeritud inimorganid, kellele inimestele siirdati. Kui nad jätkavad kliiniliste testide edukust, võib ravi muutuda standardseks mitte ainult põie sünnidefektide, vaid ka põievähi ja muude haigusseisundite korral.

Atala ja kaastöötajad valmistavad varuosi patsientide enda toorainest. Kusepõie tootmiseks eemaldavad nad väikese tüki patsiendi elundist ja eraldavad lihasrakud ja uroteelirakud, mis ühendavad kuseteede. Nad panid rakud laborianumatesse ja ujusid igat tüüpi vedelikus, mis ajendab neid paljunema. Kuue nädala pärast on terve põie jaoks piisavalt elusrakke. Seejärel valavad teadlased lihasrakud kollageenist, sidekoes sisalduvast valgust ja polüglükoolhappest - materjalist, mida kasutatakse absorbeeruvates õmblusmaterjalides - valmistatud tellingute välisküljele. Kaks päeva hiljem katavad nad karkassi sisemuse uroteelirakkudega. Uut põit turustatakse inkubaatoris, mis jäljendab keha tingimusi, võimaldades rakkudel kasvada ja kokku kududa. Seejärel siirdatakse põis patsiendile, kus karkass järk-järgult lahustub. Teadlased on põie kasvatamise protseduuri standardiseerinud, ütles Atala naeratades, ja teevad nüüd "väikesed, keskmised, suured ja eriti suured suurused".

Taastava meditsiini kord metsikud ideed on kiiresti muutumas reaalsuseks. Eelmise aasta lõpus hakkas San Diegos tegutsev biotehnoloogiaettevõte Organovo levitama esimest kaubanduslikult saadavat keredetailide printerit. Jah, lugesite õigesti: kere kehaosade jaoks. Kasutades sama ideed nagu tindiprinter, pihustab see laseriga juhitavaid rakukesi ja tellingumaterjali liikuvale platvormile. Pärast iga printeripea läbimist vajub platvorm ja ladestunud materjalist koguneb järk-järgult 3D-kangatükk. Naha-, lihaste- ja veresoonte tükkide genereerimiseks on kogu maailmas taastusravi laborid lootnud printerile. Atala labor on kasutanud seda tehnoloogiat, et ehitada kahekambriline hiiresuurune süda umbes 40 minutiga.

Atala ja tema kolleegid on ka suutnud moodustada laborisse ehitatud neerud, mis katseloomadele siirdamisel tekitavad uriini. Ja mõne aasta jooksul võidakse tema sõnul inimese nahk proovida laboris kasvama panna ja anda see ohvrite ja teiste patsientide põletamiseks, kes peavad tänapäeval läbima valuliku naha siirdamise.

Kehaväliselt kasvatatud elundid muudavad meditsiini, ennustab Atala, kuid kehasiseste paranemiste ja taaskasvamise ergutamine on sama oluline. Ta ja teised teadlased näevad ette haigete või vigastatud kopsudesse, maksa ja südamesse tervete rakkude ja kasvu indutseerivate molekulide süstimist, mis ajendab neid regenereeruma. Siis on ülim väljakutse: kas patsient võiks ühel päeval kogu jäseme tagasi kooruda?

"See pole väljaspool võimaluste valdkonda, " ütleb Atala. “Kui salamandril on võimalik sellega hakkama saada, siis miks ei saa inimene?” Teadlased on hakanud mõistma peeneid geneetilisi ja füsioloogilisi protsesse, mis võimaldavad salamandritel oma jäsemeid nullist taastada. Rohkem vihjeid tuleb laborihiirtelt, kellel on geneetiline mutatsioon, mis võimaldab neil lõigatud numbreid osaliselt uuesti kasvatada.

Kas 40 aasta pärast saavad arstid aidata inimestel lõigatud seljaaju, kahjustatud südameid või isegi kaotatud jäsemeid tagasi kasvatada? Atala sõnul on ta optimistlik: "Asjad, mis on tänapäeval võimalikud, olid 20 aastat tagasi unistus."

Gretchen Vogel elab Berliinis ja kirjutab ajakirjale Science .

Wake Forest'i regeneratiivmeditsiini instituudi direktor Anthony Atala on standardinud põie kasvatamise protseduuri. (Wake Forest University baptisti meditsiinikeskus) Kasutades laboratooriumis kasvatatud tellinguid ja patsiendi enda rakke, ehitavad teadlased asenduskehi. (Wake Forest University baptisti meditsiinikeskus) Enne implanteerimist teostatakse laboris südameklappi. (Wake Forest University baptisti meditsiinikeskus) Põis, mis sarnaneb inimestega testitavale. (Wake Forest University baptisti meditsiinikeskus)
Orelid, mis on valmistatud eritellimusel