От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).
Глава 8. Медицина и медицинские технологии – прорыв к контролю над человеческим организмом*
8.4. ИЗМЕНЕНИЯ В ХОДЕ ЗАВЕРШАЮЩЕЙ ФАЗЫ КИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
При стратегии создания большинства тканей принимается в расчет то, что у клеток уже есть «генетическая пространственная инструкция». Мы разделяем воспроизводимые структуры человеческого организма на четыре «архитектурных» типа: плоские – например, кожа; трубчатые – кровеносные сосуды; полые органы – мочевой пузырь; плотные, или солидные, органы, к которым относят печень и почки. Первые три типа структур мы уже успешно пересаживаем пациентам и в этом добились определенных успехов. А вот солидные органы – самые сложные. Мы пытаемся их создавать, но пока ни один из них не был трансплантирован в человеческий организм. Что касается биоинженерной почки человека, пока у нас в лаборатории получен только прототип. Недавно мы опубликовали результаты этой работы. Нам удалось сделать миниатюрную почку, которая производит мочу и сохраняет все метаболические функции, присущие обычной почке. Мы судим об этом по уровням витамина D и эритропоэтина. В биоинженерной ткани миниатюрного органа воссоздаются и структура, и все элементы нефрона. Но проблема заключается в том, как сделать полноразмерную почку. Чем больше орган, тем больше требуется кровеносных сосудов, снабжающих его кровью. На сегодняшний день эту проблему пока не удалось преодолеть. Мы возлагаем надежды на метод биопринтинга. Биопринтинг – по сути, 3D-печать, где используется «каркас», децеллюляризованный матрикс органа, в который по аналогии с чернилами из картриджа поступают живые клетки. Так создается трехмерная живая структура. С помощью иглы мы брали кросс-секционную биопсию почки живого пациента. В этот биоптат попали клетки капсулы и почечной паренхимы из коркового и мозгового слоев. На то, чтобы вырастить одну искусственную мини-почку, уходит шесть-восемь недель.
Мы параллельно работаем сразу над пятью стратегиями. Первая заключается в создании «кассетных тканей». Это очень актуально, поскольку большинство солидных органов имеют высокий запас функциональной прочности и окончательно выходят из строя, если повреждено примерно 90 % их тканей. Поэтому мы видим возможность улучшить функцию поврежденного органа с помощью таких небольших «кассет». С помощью «кассет» можно будет «достраивать» органы, расширяя их функцию. Такую стратегию мы уже используем для трех первых типов структур, о которых упоминалось выше (плоские, трубчатые и полые структуры). Вторая стратегия состоит в следующем: берем донорскую почку, по определенной методике растворителями вымываем из нее все клетки, а оставшийся «каркас» органа, матрикс, засеваем клетками почки пациента. Третья стратегия – биопринтинг. Четвертая стратегия – использование клеток для терапии. И именно четвертая стратегия наиболее перспективна и пройдет клинические испытания в первую очередь. Пятая стратегия – заставить почку регенерировать самостоятельно. Если говорить, какие направления регенеративной медицины наиболее актуальны, то много усилий уходит на то, чтобы заставить орган регенерировать самостоятельно. Мы используем малые молекулы и белки, чтобы направить стволовые клетки на путь специализации. Если бы удалось добиться того, чтобы поврежденный орган смог восстановить свои ткани самостоятельно, наверное, была бы достигнута самая главная цель регенеративной медицины (Атала 2015).
В настоящее время уже создано много искусственных органов: сердце, легкое, печень, почки, мочевой пузырь, матка, глаза и др. Но, как мы видели из вышеприведенного материала, медицина здесь еще только в самом начале пути.
