Первую мышь готовят к «подсадке» щитовидки, распечатанной на 3D-принтере
Ученые обещают в ближайшем будущем избавить человечество от дефицита донорских органов
Передо мной в чашке Петри лежит будущее, - первый живой орган, конструкт, напечатанный не природой, а на 3D-принтере. Это щитовидная железа мыши, которую я рассматриваю в микроскоп, имеет всего 2,5 миллиметра в длину и очень напоминает … бабочку. Ее создали в лаборатории биотехнологических исследований. Первого подопытного грызуна, которому она будет пересажена, уже начали готовить к операции в Российском онкологическом научном центре имени Н. Н. Блохина. Если в организме мышонка новый орган приживется, человечество очень быстро забудет, что такое дефицит донорских органов. Ну а пока мы поинтересовались у создателей технологии, как же эта чудо-печать будет происходить?
Представьте: отказала у кого-нибудь печень, - он приходит в больницу, у него берут собственные стволовые клетки, выращивают из них клетки печени (такая технология уже имеется), формируют из них сфероиды, заправляют ими шприцы биопринтера и распечатывают новую печень. Думаю, что при желании пациент сможет даже присутствовать при рождении своего будущего органа, по крайней мере будет потом более нежно к нему относиться.
Идею со сфероидами еще несколько лет назад предложил один из основоположников технологии 3D-биопринтинга Владимир Миронов.
Из чего что берется, как из невидимой простому глазу материи перед нами вдруг появляется целый орган, корреспонденту «МК» рассказал исполнительный директор Лаборатории биотехнологический исследований Юсеф Хесуани.
-Расскажите, из чего делаются сфероиды? Они ведь, как я поняла, являются основным строительным материалом для живого органа, который вы нам сегодня показали?
- Для того, чтобы создать щитовидную железу мыши, мы выделяем экспланты из щитовидной железы у эмбрионов мыши. Экспланты - это структурные единицы, - содержащие множество клеток. Из тысячи таких единиц потом и формируется собственно тканевой сфероид - шарик, который можно увидеть только под микроскопом. Из множества таких шариков - «пикселей» по 400 микрон каждый - будут потом состоять «чернила» нашего биопринтера.
- Что дальше?
- Принтер начинает печатать коллагеновую подложку (когда мы отдадим орган хирургу, ему же надо будет за что-то крепить конструкцию). Потом на эту подложку наносятся сфероиды и коллагеновые туннели, содержащие специальные клетки, благодаря которым они будут выполнять роль сосудов.
- Долго печатается орган?
- Долго проводится подготовительная работа, но сама печать длится около 40 минут.
- Какого размера получается сама железа?
- 2,5-3 миллиметра.
- Ее можно брать прямо из-под принтера и пересаживать?
- Мы ждем когда сфероиды сливаются в течение дня и на следующий день уже пересаживаем.
- У мыши перед пересадкой нового органа вы удаляете родную железу?
- Да, но не хирургическим путем, а химическим, - путем введения радиоактивного йода, после чего орган разрушается. В течение 4-х недель уровень гормона тироксина будет падать до предельного.
- Мышь не умрет?
- Без щитовидной железы возникает ряд нарушений, но существо может жить при этом достаточно долго. Но мы не будет дожидаться каких-то необратимых последствий, а пересадим мыши распечатанную на биопринтере железу. Если после этого уровень гормона тироксина начнет восстанавливаться, это будет означать, что органная конструкция заработала.
МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
Комментарий микрохирурга, руководителя отделения опухолей головы и шеи Института онкологии им. Герцена Андрея Полякова.
- То, что мы видим сегодня, это результат 10-летней работы ученых. Биопринтинг должен стать новым направлением регенеративной медицины, направленной на восстановление утраченных тканей. Технология Владимира Миронова позволит восстанавливать органы из собственной ткани человека без использования чужеродного донорского материала. Если эксперимент закончится успехом, медики всего мира впервые получат возможность пересаживать органы онкобольным взамен удаленных. Пока этого не делается, потому что любая трансплантация чужеродного тела требует дополнительного подавления собственного иммунитета во избежание отторжения. В данном же случае мы надеемся, что отторжения не возникнет, и подавлять иммунитет пациента не понадобится.
Передо мной в чашке Петри лежит будущее, - первый живой орган, конструкт, напечатанный не природой, а на 3D-принтере. Это щитовидная железа мыши, которую я рассматриваю в микроскоп, имеет всего 2,5 миллиметра в длину и очень напоминает … бабочку. Ее создали в лаборатории биотехнологических исследований. Первого подопытного грызуна, которому она будет пересажена, уже начали готовить к операции в Российском онкологическом научном центре имени Н. Н. Блохина. Если в организме мышонка новый орган приживется, человечество очень быстро забудет, что такое дефицит донорских органов. Ну а пока мы поинтересовались у создателей технологии, как же эта чудо-печать будет происходить?
Представьте: отказала у кого-нибудь печень, - он приходит в больницу, у него берут собственные стволовые клетки, выращивают из них клетки печени (такая технология уже имеется), формируют из них сфероиды, заправляют ими шприцы биопринтера и распечатывают новую печень. Думаю, что при желании пациент сможет даже присутствовать при рождении своего будущего органа, по крайней мере будет потом более нежно к нему относиться.
Идею со сфероидами еще несколько лет назад предложил один из основоположников технологии 3D-биопринтинга Владимир Миронов.
Из чего что берется, как из невидимой простому глазу материи перед нами вдруг появляется целый орган, корреспонденту «МК» рассказал исполнительный директор Лаборатории биотехнологический исследований Юсеф Хесуани.
-Расскажите, из чего делаются сфероиды? Они ведь, как я поняла, являются основным строительным материалом для живого органа, который вы нам сегодня показали?
- Для того, чтобы создать щитовидную железу мыши, мы выделяем экспланты из щитовидной железы у эмбрионов мыши. Экспланты - это структурные единицы, - содержащие множество клеток. Из тысячи таких единиц потом и формируется собственно тканевой сфероид - шарик, который можно увидеть только под микроскопом. Из множества таких шариков - «пикселей» по 400 микрон каждый - будут потом состоять «чернила» нашего биопринтера.
- Что дальше?
- Принтер начинает печатать коллагеновую подложку (когда мы отдадим орган хирургу, ему же надо будет за что-то крепить конструкцию). Потом на эту подложку наносятся сфероиды и коллагеновые туннели, содержащие специальные клетки, благодаря которым они будут выполнять роль сосудов.
- Долго печатается орган?
- Долго проводится подготовительная работа, но сама печать длится около 40 минут.
- Какого размера получается сама железа?
- 2,5-3 миллиметра.
- Ее можно брать прямо из-под принтера и пересаживать?
- Мы ждем когда сфероиды сливаются в течение дня и на следующий день уже пересаживаем.
- У мыши перед пересадкой нового органа вы удаляете родную железу?
- Да, но не хирургическим путем, а химическим, - путем введения радиоактивного йода, после чего орган разрушается. В течение 4-х недель уровень гормона тироксина будет падать до предельного.
- Мышь не умрет?
- Без щитовидной железы возникает ряд нарушений, но существо может жить при этом достаточно долго. Но мы не будет дожидаться каких-то необратимых последствий, а пересадим мыши распечатанную на биопринтере железу. Если после этого уровень гормона тироксина начнет восстанавливаться, это будет означать, что органная конструкция заработала.
МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
Комментарий микрохирурга, руководителя отделения опухолей головы и шеи Института онкологии им. Герцена Андрея Полякова.
- То, что мы видим сегодня, это результат 10-летней работы ученых. Биопринтинг должен стать новым направлением регенеративной медицины, направленной на восстановление утраченных тканей. Технология Владимира Миронова позволит восстанавливать органы из собственной ткани человека без использования чужеродного донорского материала. Если эксперимент закончится успехом, медики всего мира впервые получат возможность пересаживать органы онкобольным взамен удаленных. Пока этого не делается, потому что любая трансплантация чужеродного тела требует дополнительного подавления собственного иммунитета во избежание отторжения. В данном же случае мы надеемся, что отторжения не возникнет, и подавлять иммунитет пациента не понадобится.