https://frosthead.com

Orgány na objednávku

Anthony Atala pracuje v karosérii budúcnosti. Je riaditeľom Wake Forest Institute for Regenerative Medicine vo Winston-Salem v Severnej Karolíne a spolu so svojimi kolegami využívajú ľudské bunky na rast svalov, krvných ciev, kože a dokonca aj močového mechúra. Väčšina práce je experimentálna a doteraz nebola testovaná na ľudských pacientoch, ale Atala implantovala močové mechúre pestované v laboratóriu do viac ako dvoch desiatok detí a mladých dospelých narodených s chybnými močovými mechúrmi, ktoré sa nevyprázdňujú správne, čo je stav, ktorý môže spôsobiť poškodenie obličiek. Mechúre boli prvé laboratórne generované ľudské orgány implantované do ľudí. Ak budú pokračovať v klinických testoch dobre, liečba sa môže stať štandardom nielen pre vrodené chyby močového mechúra, ale aj pre rakovinu močového mechúra a ďalšie stavy.

Atala a spolupracovníci vyrábajú náhradné diely z vlastných surovín pacientov. Aby vytvorili močový mechúr, odstránia malý kúsok orgánu pacienta a oddelia svalové bunky a bunky urotelu, ktoré zarovnávajú močový trakt. Bunky vložili do laboratórnych misiek a každý typ kúpali v tekutine, ktorá ich núti množiť sa. Po šiestich týždňoch je dostatok živých buniek na celý močový mechúr. Vedci potom nalievajú svalové bunky na vonkajšiu stranu lešenia vyrobeného z kolagénu, proteínu v spojivovom tkanive a kyseliny polyglykolovej, materiálu použitého v absorbovateľných švoch. O dva dni neskôr potiahli vnútornú časť lešenia uroteliálnymi bunkami. Nový močový mechúr sa pestuje v inkubátore, ktorý napodobňuje stav tela, čo umožňuje bunkám rásť a pliesť sa spolu. Močový mechúr je potom implantovaný pacientovi, kde sa lešenie postupne rozpúšťa. Vedci štandardizovali postup pestovania močového mechúra, hovorí Atala s úsmevom, a teraz vyrábajú „malé, stredné, veľké a mimoriadne veľké veľkosti“.

Kedysi divoké myšlienky regeneračného lieku sa rýchlo stávajú realitou. Koncom minulého roka začala spoločnosť Organovo, spoločnosť zaoberajúca sa biotechnológiou v San Diegu, distribuovať prvú komerčne dostupnú tlačiareň na karosárske diely. Áno, čítate správne: tlačiareň pre časti tela. Použitím rovnakej myšlienky ako atramentová tlačiareň tryská laserom vedené kvapôčky buniek a lešeného materiálu na pohyblivú platformu. Pri každom priechode hlavy tlačiarne sa platforma potápa a ukladaný materiál postupne vytvára trojrozmerný kúsok tkaniva. Laboratóriá regeneratívnej medicíny na celom svete sa spoliehali na tlačiareň, aby vytvorili kúsky kože, svalov a krvných ciev. Laboratórium Ataly použilo túto technológiu na vytvorenie srdca s dvoma komorami veľkosti myši približne za 40 minút.

Atalovi a jeho kolegom sa tiež podarilo vytvoriť obličky vyrobené v laboratóriu, ktoré pri implantácii do pokusných zvierat produkujú moč. A za pár rokov hovorí, že ľudská koža by sa mohla v laboratóriu rozvinúť a dať ju spáliť obetiam a iným pacientom, ktorí dnes musia podstúpiť bolestivé kožné štepy.

Orgány pestované mimo tela transformujú liek, predpovedá Atala, ale rovnako dôležité bude urýchlenie opravy a opätovného rastu v tele. Spolu s ďalšími vedcami predvídajú injekciu zdravých buniek a molekúl vyvolávajúcich rast do chorých alebo poškodených pľúc, pečene a srdca, čo ich vedie k regenerácii. Potom je tu najväčšia výzva: Mohol by pacient niekedy znova dorásť celú končatinu?

"Nie je to mimo sféry možností, " hovorí Atala. „Ak to dokáže mlok, prečo nemôže človek?“ Vedci sa približujú k pochopeniu jemných genetických a fyziologických procesov, ktoré umožňujú mlokom regenerovať svoje končatiny od nuly. Viac záchytných bodov pochádza z laboratórnych myší, ktoré majú genetickú mutáciu, ktorá im umožňuje čiastočne znovu vyrastať oddelené číslice.

Budú lekári o 40 rokov schopní pomôcť ľuďom znovu poraziť oddelené miechy, poškodené srdce alebo dokonca stratené končatiny? Atala hovorí, že je optimistický: „Veci, ktoré sú dnes možné, boli snom pred 20 rokmi.“

Gretchen Vogel žije v Berlíne a píše pre Science .

Anthony Atala, riaditeľ Inštitútu regeneratívnej medicíny Wake Forest, štandardizoval postup pestovania močového mechúra. (Zdravotné stredisko baptistickej univerzity Wake Forest University) Vedci stavajú náhradné časti tela pomocou lešenia a vlastných buniek pacienta pestovaných v laboratóriu. (Zdravotné stredisko baptistickej univerzity Wake Forest University) Srdcová chlopňa sa vykonáva v laboratóriu pred implantáciou. (Zdravotné stredisko baptistickej univerzity Wake Forest University) Močový mechúr podobný tým, ktoré sa testujú na ľuďoch. (Zdravotné stredisko baptistickej univerzity Wake Forest University)
Orgány na objednávku