ابدأ التجدد
أول عملية زرع أعضاء ناجحة في العالمحدثفي عام 1954 - جراح
ويتم تصنيع ما معدله 100.800 قطعة سنوياً في جميع أنحاء العالمزرع الأعضاء. وأكثر عمليات زرع الأعضاء شيوعًا هي الكلى (69400 عملية)، والكبد (20200)، والقلب (5400)، والرئتين (2400)، والبنكرياس (2400). يمكن أن يكون التبرع مرتبطًا وبعد الوفاة، عندما يتم أخذ العضو المطلوب من الجثة. وفي الوقت نفسه، في روسيا، على سبيل المثال، يبلغ متوسط فترة الانتظار للحصول على كلية من المتبرع 1.5-2 سنة. وفي معهد أبحاث سكليفوسوفسكي، يتم إجراء حوالي 200 عملية سنويًا، بينما يوجد حوالي 500 شخص على قائمة الانتظار.
لقد خلقت الطبيعة الخلايا بطريقة تجعلها تعرف دائمًا ما يجب فعله.لديهم القدرة على التجدد ، كل منهمالخلية لديها مثل هذا الاحتمال. يتم تحديث خلايا الجلد كل أسبوعين ، وخلايا الأمعاء - لمدة أسبوعين ، وخلايا الدماغ - كل عشر سنوات. المشكلة هي أننا لا نجدد الأنسجة عند حدوث مرض أو ندبة أو ضرر. عند هذه النقطة ، يتوقف التجديد ، ويمكن أن يساعد الطب التجديدي هنا. نأخذ الأنسجة العضلية الصغيرة جدًا من المريض ، ثم نعالج هذه الخلايا ونضعها في المنطقة التي توجد فيها العضلة التالفة. يمكن استخدامه أيضًا للمرضى الذين يعانون من الحروق: في هذه الحالة نأخذ عينة صغيرة من جلد المريض ، ثم نعالج الخلايا ونطبقها ببساطة على المناطق المتضررة بالرش. علاوة على ذلك ، إذا أصيب المريض ، يجب عليك علاجه أولاً ، والتخلص من العدوى وانتظر الوقت ليكون جاهزًا للعلاج.
ينمو عضو جديد
بدلاً من الخلايا ، يمكنك استخدام ما يسمى الركيزة - نوع من إطار المبنى.موادها تشبه إلى حد كبير مواد الخياطة.تذوب في غضون بضعة أشهر وهي آمنة للإنسان والخلايا. نأخذ عينة صغيرة من الأنسجة من المريض، ثم نقوم بمعالجة تلك الخلايا خارج الجسم، وزراعتها، واستخدام سقالة لجعلها أنبوبية، وزرعها في المريض. تستغرق العملية برمتها حوالي 30 يومًا. الأمر نفسه ينطبق على الأوعية الدموية. نضع هذه الخلايا على المادة، ثم نقوم بتدريب هذا العضو. عندما يصبح الضغط هو ما نحتاجه، يتم زرع الأوعية الدموية في البشر. العضو الأكثر تعقيدًا هو العضو الصلب الذي له دورة دموية، مثل القلب والكلية والكبد، لأن هناك أنواعًا مختلفة من الأنسجة، وجميعها تحتوي على عدد كبير جدًا من الأوعية الدموية.
موسكو صحية
أسهل طريقة لزراعة الأقمشة البسيطة. في الممارسة السريرية ، يتم بالفعل استخدام طريقة تجديد الجلد باستخدام الهلاميات المائية الخاصة أو خلايا المريض.
نما جوردانا وونياك نوفاكوفيتش في جامعة كولومبيا جزءًا من عظم الجمجمة ، وزرع الإطار بالخلايا الجذعية.
أزال الأطباء من جامعة جونز هوبكنزمرضى الأذن وجزء من الجمجمة يتأثر بالورم. أخذوا الأنسجة الغضروفية من الصدر والأوعية الدموية والجلد ، ونمت أذن جديدة على يدها ، ثم زرعوا العضو الاصطناعي في مكانه.
أجريت تجارب ناجحة على زراعة وزرع الأوعية الدموية في جامعتي جوتنبرج (السويد) ورايس (الولايات المتحدة الأمريكية). هناك أيضًا أمثلة على نمو العضلات وخلايا الدم ونخاع العظام والأسنان.
فيما يتعلق بزراعة الأعضاء المعقدة ،التجارب لا تزال تجرى بشكل رئيسي على الحيوانات. ومع ذلك ، هناك أمثلة على عمليات زرع ناجحة للأعضاء المزروعة اصطناعيا للناس. لعدة سنوات ، قام أنتوني أتالا بعمليات لزرع مثانة نمت من خلايا المريض. زرع الجراحون الإسبان القصبة الهوائية التي نمت على أساس كاراكاس المانحة.
تكنولوجيا الخلايا المتقدمة في عام 2002نمت كلية صغيرة بطول 5 سم من بقرة باستخدام تقنية الاستنساخ ، وأخذت خلايا من أذن الحيوان. تم زرع كلية بجوار الأعضاء الرئيسية ، وبدأت في إنتاج البول بنجاح.
هناك أيضًا تجربة إيجابية في زراعة وزراعة الكبد في فئران التجارب (جامعة ماساتشوستس) والرئتين في الخنازير (جامعة تكساس).
أوعية الأعضاء المزروعة صغيرة جدًا.لقد بدأنا هذا العمل بالفعل منذ 30 عامًا، لكننالم تكن هناك تكنولوجيا. وبدأوا يفكرون في أخذ أعضاء الأشخاص الذين ماتوا واستخدامها مرة أخرى. لقد أزالوا كبد المريض المتوفى وغسلوه من الداخل. وبعد أسبوعين، ظل الكبد يشبه الكبد، ولكن لم تكن هناك خلايا بداخله. ومع ذلك، تمكنا من الحفاظ على شجرة الأوعية الدموية، مثل الهيكل العظمي للكبد. ثم أخذوا خلايا المريض وزرعوها ووضعوها على هذا الهيكل العظمي. نقوم بتكوين أنسجة من جسم المريض وبالتالي علاجه. ولذلك لا توجد استجابة مناعية على الإطلاق. هذه إضافة كبيرة جدًا للطب التجديدي.
موسكو صحية
حتى من عضو سيء جدًا، يمكننا الحصول على خلايا جيدة باستخدام الخزعة.لكن لا يمكننا فعل ذلك بالوراثةالأمراض ، لأن العيب سيكون في الأنسجة بأكملها. فيما يلي تقنيات أخرى - نأخذ الخلايا من هذا المريض ، ونصحح العيوب ، وكيف نعالج هذه الخلايا ، ثم نعمل على نفس الاستراتيجية. حتى الآن ، للأسف ، هذا تجريبي ، ولكن لا يزال هناك أمل في أن يتم علاج الأمراض الوراثية.
نحن نتتبع دائمًا حياة مرضانا لمدة لا تقل عن 5-8 سنوات بعد الزرع.يجب أن نتأكد من أن كل شيء سيكون على ما يرام، عندها فقط يمكننا القول أن هذه التكنولوجيا نجحت وأن الأعضاء المزروعة تعمل بشكل طبيعي.
طباعة الأعضاء واختبار المخدرات
يمكنك طباعة قلب مصغر، وفي غضون ساعتين سوف ينبض بالفعل.قبل ست سنوات ، بدأنا في استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ،لأنه كان من الضروري توسيع نطاق هذه التقنيات - قبل ذلك قمنا بكل شيء يدويًا. لكن الأعضاء التي تم الحصول عليها عن طريق الطباعة لم يكن لديها مثل هذه النزاهة ليتم زرعها في الجسم. ثم بدأنا في تطوير طابعات أكثر تحديدًا يمكنها إنشاء أنسجة بشرية. وعملوا عليها لمدة 14 عامًا.
أجريت أول تجارب الطباعة الحيوية علىطابعات ثلاثية الأبعاد منزلية عادية تمت ترقيتها في الميدان. في عام 2000 ، أنشأ توماس بولاند آلات Lexmark و HP بحيث يمكن طباعة أجزاء DNA عليها ، وفي عام 2003 حصل على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا.
الآن عدةالشركات. طور المهندسون الحيويون لشركة Organovo تكنولوجيا لطباعة أنسجة الكبد. كما طبعوا الكلى التي ظلت تعمل لمدة أسبوعين. حتى الآن ، يتم استخدام هذه الهيئات فقط لاختبار المستحضرات الطبية ، لكن المبدعين لا يستبعدون أنهم سيبدأون قريبًا في تطوير معدات لطباعة الأعضاء المانحة.
طور المهندسون الأحيائيون الروس من 3D Bioprinting Solutions طابعة FABION 3D وأجروا تجربة ناجحة في طباعة الغدة الدرقية وزرع فأرها التجريبي.
صُممت طابعات Fripp Designs التي صممتها جامعة شيفيلد لطباعة الأطراف الاصطناعية. يعمل نفس الفريق على تطوير تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للأنوف والأذنين والذقن.
يتم إنتاج بعض المعدات بأنفسنااحتياجات العملاء وليس مخصصًا للبيع (FABION, Organovo’s NovoGen MMX). تبدأ أسعار الطابعات الحيوية التجارية من 10 آلاف دولار (BioBots) و5 آلاف يورو (CELLINK Inkredible) إلى 200 ألف دولار وأكثر (3D Bioplotter من EnvisionTEC، و3DDiscovery من RegenHU).
هناك خمسة معايير مثيرة للاهتمام لطابعة ثلاثية الأبعاد لأجهزة الطباعة.أولاً، لديهم فوهات صغيرة جدًايمكن أن يصل إلى 2 ميكرون - وهذا يمثل 2% من قطر شعرة الإنسان. ثانيًا، هذه الطابعة تمنحنا الدقة، حيث يمكننا وضع الخلايا حيث تكون هناك حاجة إليها بالفعل. والثالث هو الحبر الحيوي، وهو سائل يمر عبر الفوهة. وبعد ذلك، عندما يتحول إلى جيلاتين، فإنه يعمل بالفعل كأنسجة طبيعية. المعيار التالي هو القنوات الدقيقة، فهي توفر التغذية للجزء المركزي من الخلايا. في الأساس، هذه هي بدائل الدم. وأخيرًا، برنامج يتيح لك الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد. وبهذه الطريقة، نفهم ما يحدث في الجسم وننشئ البنية المطلوبة لعضو معين. للقيام بذلك، نأخذ البيانات الرقمية من الأشعة السينية ونستخدمها لإنشاء هيكل مخصص لهذا العيب لدى مريض معين.
موسكو صحية
لدينا نظامين معتمدين لطباعة الأعضاء البشرية.تمت الموافقة عليها من قبل ادارة الاغذية والعقاقير.إدارة الغذاء والدواء في الولايات المتحدة - Hi-Tech). على مدى السنوات الست الماضية ، استخدمنا طابعة لإنشاء ما يسمى ببرنامج body-on-on-chip. الآن هذا في مرحلة التطوير ، لأنه من الضروري ضمان صلاحية هذه الأعضاء ، ولكن بشكل عام يمكننا صنع رئتين مصغرتين وقلب وأوعية دموية وربط هذا النظام بأكمله على الرقائق. يمكننا أيضًا إنشاء أعضاء مصغرة بحجم رأس الدبوس ونرى كيف تستجيب هذه الأعضاء للأدوية. على سبيل المثال ، إذا كان الدواء يسرع معدل ضربات قلبك ، فإنه سيسرع معدل ضربات قلبك في قلبنا المصغر. وبالتالي ، من الممكن تحديد الآثار الجانبية للأدوية التي لم يتم الكشف عنها بواسطة اختبارات أخرى.
تجنب الآثار الجانبية
باستخدام الأجهزة المصغرة المطبوعة ، يمكنك اختبار الدواء.على سبيل المثال عقار "هيسمانال" 11 سنةفي السوق في جميع أنحاء العالم. وقد تم استخدام هذا المضاد للذهان أيضًا كمضاد للهستامين. وبعد فترة من استخدامه، أصبح من الواضح أن العديد من المرضى يعانون من آثار جانبية مرتبطة بخلل وظائف القلب. عندما تم اختبار الدواء على الخلية، لم تكن هناك مشاكل؛ وعندما تم اختباره على الحيوانات، لم تكن هناك مشاكل. عندما أجريت الدراسات السريرية للمرحلة الأولى والثانية والثالثة، لم يحدث شيء. أخذنا هذا الدواء، واستخدمناه على أعضائنا على رقائق البطاطس، وفي غضون أسبوع أصبح واضحًا أن هذا الدواء سام للقلب.
هذا يرجع إلى حقيقة أن الجميع يتفاعل بشكل مختلف.بالنسبة للأدوية ، كل شيء مختلف جينيا ، سيتم معالجة نفس الدواء بشكل مختلف. كل شخص لديه نظام غذائي مختلف ، وظروف معيشية مختلفة ، وصعوبات صحية مختلفة. هذا بمثابة عائق لفهم ما يفعله الدواء بالفعل بالأعضاء. وإذا أزلنا كل هذه العوائق ورأينا بشكل مباشر كيف يؤثر الدواء على الأعضاء ، فيمكننا اكتشاف السمية على الفور.
واليوم نقوم بتطوير نظام نسميه "الجسم على رقاقة".وسوف يساعد بشكل خاص في تقليل السمية.الأدوية - على سبيل المثال، للعمل مع مرضى السرطان. يمكننا أن نأخذ خلية سرطانية صغيرة ونزرعها، ثم نختبر العلاج الكيميائي على شريحة قبل إعطاء هذا العلاج للمريض. كان لدينا مريض مصاب بسرطان الجلد، وكان يخضع للعلاج الكيميائي لمدة ستة أشهر، وتم إنفاق الكثير من المال، واستمر الورم في النمو. قمنا باختبار دواء لم يكن في الاعتبار وبدأ المريض في تلقيه. وبعد أسبوعين قال المريض لأول مرة أن حالته تتحسن، ولاحظ الطبيب أن الورم بدأ في التناقص. وبالتالي، من المفيد جدًا اختبار الدواء قبل إعطائه للمريض.
الخلايا الجذعية: إنشاء ما ليس كذلك
عندما تحتاج إلى زراعة عضو لم يمتلكه المريض أو فقده من قبل، فيمكن استخدام الخلايا الجذعية.عادة ، من أجل نمو الكلى ، نأخذخلية الكلى ، لتنمو مجرى البول ، نأخذ خلايا مجرى البول. ولكن في حالة الخلايا الجذعية ، يمكننا أن نأخذ خلية يمكن أن تصبح خلية في الرئة أو الكلى أو الأوعية الدموية. هناك نوعان رئيسيان من الخلايا الجذعية. واحد منهم جنيني بشري. فهي قوية جدًا وتنمو ويمكن أن تتحول إلى أي شيء ، ولكن يمكنها أيضًا تكوين أورام ، لذلك من الصعب جدًا استخدامها. من ناحية أخرى ، إذا تحدثنا عن هذه الخلايا لدى شخص بالغ ، فيمكن أن تكون خلايا دهنية أو نخاع عظمي ، فلن تشكل أورامًا ، لكنها لا تنمو بشكل جيد.
للمرة الأولى ، استخدم مصطلح "الخلايا الجذعية"العالم الألماني فالنتين هاكر في نهاية القرن التاسع عشر. في عام 1909 ، اقترح العالم الروسي ألكسندر ماكسيموف أن هناك خلايا في الجسم تبقى دون تغيير ، ولكن في الوقت المناسب يمكنهم تغيير البرنامج وتحويله إلى خلايا من نوع مختلف.
تم تأكيد هذه النظرية في الستينيات.القرن الماضي. قام الأمريكيان جيمس تيل وإرنست ماكولو بإشعاع الفئران بجرعة قاتلة من الإشعاع ، ثم قاموا بزراعتها بخلايا جذعية من دم فرد سليم. اتضح أنه بهذه الطريقة يمكن استعادة الدم وإنقاذ الفئران من الموت. منذ عام 1964 ، بدأ استخدام هذه الطريقة في علاج سرطان الدم: يقوم المرضى أولاً بتدمير خلايا الدم الخاصة بهم ، ثم زرع الخلايا الجذعية السليمة من المتبرع. تصل فعالية هذه الطريقة إلى 70-80٪.
في عام 1981 ، مارتن إيفانز وماثيو كوفمانبالتوازي مع جيل مارتن ، تم عزل الخلايا الجذعية الجنينية من أجنة الفأر. يمكن أن توجد هذه الخلايا إلى أجل غير مسمى خارج الجسم دون تغيير خصائصها ، وعندما تدخل في ظروف معينة ، على سبيل المثال ، تعود إلى الجسم ، تتحول إلى أنسجة.
في عام 1999 ، صنفت مجلة Science اكتشاف الخلايا الجذعية كواحد من أكبر الاكتشافات الثلاثة في علم الأحياء ، بعد فك شفرة DNA وبرنامج الجينوم البشري.
لفترة طويلة كان يعتقد أنه إذا كانت الخلايا الجذعيةتحولت إلى خلية أنسجة ، فمن المستحيل جعلها تنبثق مرة أخرى. ومع ذلك ، في عام 2006 ، اكتشف الياباني زينيا ياماناكا طريقة لتحويل الخلايا الجسدية إلى خلايا جذعية. لهذا ، في عام 2012 ، حصل على جائزة نوبل.
موسكو صحية
منذ حوالي 17 عامًا ، بدأنا في البحث عن مصدر بديل للخلايا الجذعية.. اقترح وجود نوع آخر من الساقالخلايا الموجودة في السائل الذي يحيط بالجنين وفي المشيمة التي يحيط بها الطفل في الرحم. ووجدنا هذه الخلايا الجذعية القوية جدًا. لن تشكل أورامًا ويمكن أن تتحول إلى ثلاث فئات رئيسية من الأنسجة التي تشكل جسمنا. يمكن أن تنمو هذه الخلايا بسرعة إلى كميات كافية. بهذه الطريقة ، نتجنب كل قيود خلايا نخاع العظام وأنواع أخرى من الخلايا. الآن هم موضوع عدد من الدراسات السريرية وحتى الآن لا يتم استخدامها على نطاق واسع.
لا أريدك أن تعتقد أن جميع المشكلات قد تم حلها بالفعل ويمكنك فقط طباعة الأعضاء.سيستغرق ذلك عقودًايمكن أن تتطور التكنولوجيا. هذا أمر صعب للغاية ، ويستغرق الأمر الكثير من الوقت حتى نتمكن من تطوير الوصفة التي ستسمح للتكنولوجيا بالعمل على النحو الأمثل. بالإضافة إلى ذلك ، هذه تقنيات باهظة الثمن ، سيكون من الصعب تكرارها ، ولكن يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن لديهم إمكانات. بالنسبة لنا ، هذا هو وعد الطب التجديدي - لتحسين حياة المرضى.