ТРЕБА ВАМ НОВИ ОРГАН? ХИРУРГ АНТХОНИ АТАЛА ВИДИ БУДУЋНОСТ У КОЈОЈ ГА ЈЕДНОСТАВНО МОЖЕТЕ ИСПИСАТИ

У оштро осветљеној лабораторији у Винстон-Салему, Северна Каролина, седи машина која је по много чему слична стандардном штампачу десктоп рачунара. Има резервоаре за мастило и млазнице, унутрашњи вентилатор за хлађење и сет улазних прикључака који се могу користити за повезивање са рачунаром у близини. Подложна је повременом пекмезу. А ипак, уређај од челика и пластике од 800 килограма није за разлику од било чега што сте икада срели, јер оно што исписује је живо - милиони и милиони живих људских ћелија, садржани у вискозном гелу и ткани кроз деликатне биоразградиве носаче у дрхтавом симулакруму људско ткиво.

Из ове приче

Preview thumbnail for video 'In Situ Tissue Regeneration: Host Cell Recruitment and Biomaterial Design

Ин Ситу регенерација ткива: регрутовање ћелија домаћина и дизајн биоматеријала

Купи

Сличан садржај

Спремање лица: како један пионирски хирург гура границе трансплантације лица

Било је потребно деценију да бројни научници и инжењери направе и оплемењују интегрисани систем штампања на ткивима и органима или ИТОП. На крају, ипак, то је дете једног човека: лекара 59-годишњег човека по имену Антхони Атала. Рођена у Перуу и одрасла изван Мајамија, Атала - данас директор Института за регенеративну медицину Ваке Форест - провела је протеклу деценију покушавајући да одштампа живе органе.

„За мене је све почело још у Бостону, почетком деведесетих година прошлог века“, присећа се уролошки хирург и биотехнолог. „Зато што сам се тада суочио са недостатком органа за трансплантацију.“ У то време Атала је радио своју прву после-медицинску школу, као истраживач на Харвард Медицал Сцхоол. Сваке недеље током боравка у дечјој болници у Бостону, сретао је другог младог пацијента који је месецима или чак годинама провео чекајући замену органа. Неки су умрли пре него што је пронађен надокнадни бубрег или јетра. Други су имали јаке имунолошке реакције на пресађене органе. Атала је веровао да је решење бистро, ако није било намерно: лабораторијски узгојени органи култивисани из пацијентових сопствених ћелија и хируршки уграђени у тело.

„То је звучало врло научно фантастично у то време“, подсетио се Атала, „али био сам сигуран да је то будућност.“ 1999. године, у знаковитом експерименту, Атала и тим истраживача из Лабораторија за ткивно инжењерство и ћелијску терапију у Дечијој болници су изградили замене бешике за седморо деце са тешким обликом спина бифиде, ослабљујућом болешћу која може утицати на мокраћовод и црева. Да би направили органе, истраживачи су прво направили скеле или темеље колагена и синтетичког полимера. Узели су узорке ткива од пацијената и узгајали ћелије из тог ткива у течности. Затим су премазали темеље ћелијама одговарајућег пацијента - мишићним ћелијама са спољашње стране и ћелијама бешике са унутрашње стране - и пустили су ћелије да „кувају“ или расту на скелама.

Седам година након што су први прилагођени мехур уграђени пацијентима, Атала и Алан Ретик, уролог из Дечје болнице, саопштили су да је свих седам пацијената доброг здравља. То је био први пут да су се лабораторијски узгајани органи успешно користили као замена за њихове болесне биолошке колеге. Једна новина је резултате оценила као "свети грал лека".

Атала је био задовољан. Али знао је да ручна изградња органа укључује превише времена и напора да се задовољи потражња. Оно што је заиста било потребно је мало аутоматизације у стилу Хенрија Форда. 2004. године, Атала је пристао да води такву иницијативу у Ваке Форест-у, који је недалеко од истраживачког троугла Северне Каролине, биотехничког центра и матичне базе за неколицину компанија са три штампања.

Када можете наручити нови део тела на мрежи, имаћете захвалност овом лекару.

Првобитно развијени за производњу, тродимензионални штампачи су средином 2000-их далеко надмашили пластику. Замислите материјал, и вероватно је да га је неко штампао: најлон, нерђајући челик, чоколада. „Видео сам усклађивање између институције и државе како би се заиста усредсредио на биотехнологију“, каже Атала. „Знао сам да ће нам, ако ћемо ове технологије притиснути пацијентима, потребна та инфраструктура и подршка.“

Током година, Атала и његово особље били су у могућности да развију штампаче који су способни да штампају скеле по мери људских органа, које би се могле ручно премазати људским или животињским ћелијама. Затим су направили штампач који је могао штампати ћелије коже директно на пацијенту, иако у веома малим количинама. Али исписивање ткива показало се великим изазовом, делом и зато што ткиво које се шири захтева и стални проток крви и хранљивих материја. Могли су да штампају ћелије за орган или су могли да штампају крвне судове и друго потпорно ткиво, али нису могли истовремено да штампају обе на начин да би орган преживео.

Затим је дошао ИТОП, са својим битним технологијама за пробој. Јединствени резервоари одржавају живе и људске ћелије дуже од ранијих модела штампача; и екстремно прецизне игле или млазови штампају решетку „микроканала“, величине по 200 микрона, у биоматеријал. Ове посуде дозвољавају храњивим тварима да теку кроз ткиво. У раду објављеном почетком ове године у часопису Натуре Биотецхнологи, Атала и пет истраживача Ваке Форест открили су да су хрскавице, кости и мишићно ткиво отиснуте на ИТОП-у успешно уграђени код глодара и да је, два месеца касније, ткиво развило систем крви жиле и нерви. Тестови на људским пацијентима вероватно ће уследити у наредној години или тако нешто, до одобрења владе.

Није потребан предан футуриста да би схватио импликације. Ако и када машина попут ИТОП-а крене у комерцијалну производњу, једног дана би могло бити могуће „наручити“ комад замене коже. Како се машине побољшавају, оне могу еволуирати од штампања коже до штампања изузетно сложених органа као што су бубрези. Болнице широм света биле би опремљене потомцима ИТОП-а. Мањак органа био би ствар прошлости.

То је сан који је Атала довео до биотехнологије и наставља да га наставља. Али Атала саветује стрпљење: Испитивања материјала на коме је био штампан на људима могла би да потрају годинама. У међувремену, одржавао је своју уролошку праксу и још увек виђа бројне пацијенте недељно, поред болова у операцијској сали. „То је важно за мене“, каже он, „јер је подсетник коме служите - коме то радите. Циљ ове технологије је побољшати живот пацијената. Тачка."