Aloita uusiutuminen
Maailman ensimmäinen onnistunut elinsiirtoon tapahtunutvuonna 1954 - kirurgi
Joka vuosi valmistetaan keskimäärin 100 800 kappaletta maailmanlaajuisestielinsiirrot. Yleisimmin siirretyt siirrot ovat munuaiset (69 400 leikkausta), maksa (20 200), sydän (5 400), keuhkot (2 400) ja haima (2 400). Luovutus voi olla sukua ja postuumia, kun haluttu elin otetaan ruumiista. Samaan aikaan esimerkiksi Venäjällä luovuttajan munuaisen odotusaika on keskimäärin 1,5-2 vuotta. Sklifosovsky Research Institutessa tehdään vuosittain noin 200 leikkausta, kun odotuslistalla on noin 500 henkilöä.
Luonto on luonut solut siten, että ne tietävät aina mitä tehdä.Jokaisella on kyky uudistuasolulla on sellainen potentiaali. Ihosolut päivitetään kahden viikon välein, suolesolut - kahden viikon ajan ja aivosolut - kymmenen vuoden välein. Ongelmana on, että emme uudista kudosta, kun tautia, arpia tai vahinkoa ilmenee. Tässä vaiheessa uudistuminen pysähtyy, ja uudistava lääketiede voi auttaa tässä. Otamme potilaalta hyvin pienen lihaskudoksen, prosessoimme sitten nämä solut ja sijoitamme ne alueelle, jolla vaurioitunut lihas on. Sitä voidaan käyttää myös potilaille, joilla on palovammoja: tässä tapauksessa otamme pienen näytteen potilaan iholta, sitten käsittelemme solut ja levitämme ne vain vaurioituneille alueille suihkulla. Lisäksi, jos potilas loukkaantuu, sinun on ensin hoidettava hänet, päästävä eroon tartunnasta ja odotettava, että aika on valmis hoitoon.
Kasvata uusi urut
Solujen sijasta voit käyttää ns. Alustaa - eräänlaista rakennuskehystä.Sen materiaalit ovat hyvin samankaltaisia kuin ommelmateriaalit.Ne liukenevat muutamassa kuukaudessa ja ovat turvallisia ihmisille ja soluille. Otamme potilaalta pienen kudosnäytteen, sitten käsittelemme ne solut kehon ulkopuolella, viljelemme niitä, teemme niistä putkimaisia telineen avulla ja implantoimme sen potilaaseen. Koko prosessi kestää noin 30 päivää. Sama koskee verisuonia. Laitamme nämä solut materiaalille, sitten harjoittelemme tätä elintä. Kun puristamisesta tulee se, mitä tarvitsemme, suonet istutetaan ihmisiin. Monimutkaisin elin on kiinteä elin, jolla on verenkiertoa, kuten sydän, munuaiset ja maksa, koska kudoksia on erilaisia, ja niissä kaikissa on niin paljon verisuonia.
Terve Moskova
Helpoin tapa kasvattaa yksinkertaisia kankaita. Kliinisessä käytännössä ihon uudistamismenetelmää käytetään jo potilaan erityisillä hydrogeeleillä tai soluilla.
Gordana Wunyak-Novakovich Columbian yliopistosta kasvatti fragmentin kallon luusta, kylvääen kehyksen kantasoluilla.
Johns Hopkinsin yliopistossa lääkärit poistettiinpotilaiden korva ja osa kallosta, joihin kasvain vaikuttaa. He ottivat rustokudoksen rinnasta, verisuonista ja iholta, ja he kasvattivat kädessään uuden korvan, ja sitten siirrettiin keinotekoinen paikka paikalleen.
Göteborgin (Ruotsi) ja Rice (Yhdysvallat) yliopistoissa pidettiin onnistuneita verisuonien viljelyä ja siirtämistä koskevia kokeita. On myös esimerkkejä kasvavista lihaksista, verisoluista, luuytimestä ja hampaista.
Mitä tulee monimutkaisten elinten viljelyyn,kokeita tehdään edelleen pääasiassa eläimillä. On kuitenkin esimerkkejä keinotekoisesti kasvatettujen elinten onnistuneesta siirrosta ihmisille. Anthony Atala on tehnyt useiden vuosien ajan implantointitoimenpiteitä potilaan soluista kasvatettuun rakoon. Espanjalaiset kirurgit siirsivät henkitorven, joka oli kasvatettu luovuttajakarakasien perusteella.
Kehittynyt soluteknologia vuonna 2002kasvatti lehmästä 5 cm pitkä miniatyyri munuainen kloonaustekniikkaa käyttäen ottaen solut eläimen korvasta. Munuainen istutettiin tärkeimpien elinten viereen, ja hän alkoi tuottaa virtsaa menestyksekkäästi.
Myönteisiä kokemuksia on myös maksan kasvattamisesta ja siirtämisestä laboratoriorotille (University of Massachusetts) ja keuhkoista sioille (University of Texas).
Siirrettyjen elinten suonet ovat hyvin pieniä.Aloitimme tämän työn jo 30 vuotta sitten, mutta meei ollut tekniikkaa. He alkoivat miettiä kuolleiden ihmisten elinten ottamista ja niiden käyttöä uudelleen. He poistivat maksan kuolleelta potilaalta ja ikään kuin pestiin sen sisältä. Kahden viikon kuluttua maksa näytti edelleen maksalta, mutta sisällä ei ollut soluja. Pystyimme kuitenkin säilyttämään verisuonipuun, kuten maksan luuston. Sitten he ottivat potilaan solut, kasvattivat niitä ja asettivat ne tälle luurangolle. Luomme kudosta potilaan kehosta ja siten hoidamme häntä. Siksi immuunivastetta ei ole ollenkaan. Tämä on regeneratiivisen lääketieteen erittäin suuri etu.
Terve Moskova
Jopa erittäin huonosta elimestä voimme saada hyviä soluja biopsian avulla.Mutta emme voi tehdä tätä geneettisilläsairauksia, koska vika on koko kudoksessa. Tässä on muita tekniikoita - otamme solut tältä potilaalta, korjaamme puutteet, kuinka parannamme nämä solut ja työskentelemme sitten samalla strategialla. Toistaiseksi tämä on valitettavasti kokeellista, mutta on edelleen toivoa, että geneettiset sairaudet voidaan hoitaa.
Seuraamme aina potilaidemme elämää vähintään 5–8 vuoden ajan siirron jälkeen.Meidän on varmistettava, että kaikki on hyvin, vasta sitten voimme sanoa, että tämä tekniikka toimi ja siirretyt elimet toimivat normaalisti.
Elinten painatus ja lääkkeiden testaus
Voit tulostaa pienoissydämen, ja kahden tunnin kuluttua se sykkii jo.Kuusi vuotta sitten aloimme käyttää 3D-tulostusta,koska oli tarpeen skaalata nämä tekniikat - ennen sitä teimme kaiken käsin. Mutta painatusmenetelmillä saaduilla elimillä ei ollut niin eheyttä implantoidakseen vartaloon. Sitten aloimme kehittää tarkempia tulostimia, jotka voisivat luoda ihmisen kudoksia. Ja he työskentelivät sen parissa 14 vuotta.
Ensimmäiset biopainatuskokeet tehtiinTavalliset kotitalouden 3D-tulostimet, jotka on päivitetty kentälle. Vuonna 2000 Thomas Boland perusti Lexmark- ja HP-koneet, jotta DNA-katkelmat voitaisiin tulostaa niihin, ja vuonna 2003 hän patentoi tekniikan.
Nyt useitayritykset. Organovon bioinsinöörit ovat kehittäneet tekniikan maksakudoksen tulostamiseen. He painottivat myös munuaisia, jotka pysyivät toiminnassa kahden viikon ajan. Toistaiseksi sellaisia kappaleita käytetään vain lääkinnällisten valmisteiden testaamiseen, mutta tekijät eivät sulje pois, että ne alkavat pian kehittää laitteita luovuttajien elinten tulostamiseen.
3D Bioprinting Solutions -yrityksen venäläiset bioinsinöörit kehittivät 3D-tulostimen FABION ja suorittivat menestyvän kokeen kilpirauhanen tulostamiseksi ja sen kokeellisen hiiren siirtämiseksi.
Sheffield Universityn suunnittelemat Fripp Designs -tulostimet tulostavat silmäproteeseja. Sama joukkue kehittää 3D-tulostustekniikkaa nenään, korviin ja leuihin.
Osa laitteista on valmistettu itsellemmeasiakkaiden tarpeisiin, eikä sitä ole tarkoitettu myyntiin (FABION, Organovon NovoGen MMX). Kaupallisten biotulostimien hinnat alkavat 10 000 dollarista (BioBots) ja 5 000 eurosta (CELLINK Inkredible) 200 000 dollariin ja enemmän (EnvisionTEC:n 3D Bioplotter, RegenHU:n 3DDiscovery).
3D-tulostimelle on viisi mielenkiintoista kriteeriä elinten tulostamista varten.Ensinnäkin niissä on hyvin pienet suuttimetvoi olla jopa 2 mikronia - tämä on 2% ihmisen hiuksen halkaisijasta. Toiseksi tämä tulostin antaa meille tarkkuuden, voimme sijoittaa solut sinne, missä niitä todella tarvitaan. Kolmas on biomuste, neste, joka kulkee suuttimen läpi. Ja sitten, kun siitä tulee gelatiinia, se toimii jo normaalina kudoksena. Seuraava kriteeri on mikrokanavat, ne tarjoavat ravintoa solujen keskiosalle. Pohjimmiltaan nämä ovat verenkorvikkeita. Ja lopuksi ohjelmisto, jonka avulla voit saada kolmiulotteisen kuvan. Näin ymmärrämme mitä kehossa tapahtuu ja luomme tietylle elimelle tarvittavan rakenteen. Tätä varten otamme digitaalista dataa röntgenkuvasta ja luomme sen avulla rakenteen nimenomaan tälle vialle tietylle potilaalle.
Terve Moskova
Meillä on kaksi sertifioitua järjestelmää ihmiselinten tulostamiseen.Ne ovat FDA: n hyväksymiä.Ruoka- ja lääkehallinto Yhdysvalloissa - Hi-Tech). Viimeisen kuuden vuoden aikana olemme käyttäneet tulostinta luomaan ns. Runko-sirulle -ohjelma. Nyt tämä on kehitysvaiheessa, koska on välttämätöntä varmistaa näiden elinten elinkelpoisuus, mutta yleensä voimme tehdä pienoiskeuhkot, sydämen, verisuonet ja yhdistää koko järjestelmän siruihin. Voimme myös luoda pienikokoisia elimiä, jotka ovat nastapään kokoisia, ja nähdä kuinka nämä elimet reagoivat lääkkeisiin. Esimerkiksi, jos lääke nopeuttaa sykettä, se nopeuttaa sykettä miniatyyrisydämessämme. Siten on mahdollista tunnistaa lääkkeiden sivuvaikutukset, joita ei havaita muilla testeillä.
Vältä haittavaikutuksia
Voit testata lääkettä painettujen miniatyyrien avulla.Esimerkiksi lääke "Hismanal", 11 vuottamarkkinoilla kaikkialla maailmassa. Tätä psykoosilääkettä on käytetty myös antihistamiinina. Jonkin ajan käytön jälkeen kävi selväksi, että monilla potilailla on sydämen toimintahäiriöihin liittyviä sivuvaikutuksia. Kun lääkettä testattiin solulla, ei ongelmia ollut, kun sitä testattiin eläimillä, ei ongelmia. Kun ensimmäisen, toisen ja kolmannen vaiheen kliiniset tutkimukset suoritettiin, mitään ei tapahtunut. Otimme tämän lääkkeen, käytimme sitä elimissämme siruissa, ja viikon sisällä kävi selväksi, että tämä lääke oli myrkyllinen sydämelle.
Tämä johtuu siitä, että kaikki reagoivat eri tavalla.huumeiden osalta kaikki on geneettisesti erilaista, sama lääke käsitellään eri tavalla. Jokaisella on erilainen ruokavalio, erilaiset elinolot, erilaiset terveysvaikeudet. Tämä estää ymmärtämästä, mitä lääke todella tekee elimiin. Ja jos poistamme kaikki nämä esteet ja näemme suoraan, kuinka lääke vaikuttaa elimiin, voimme havaita heti myrkyllisyyden.
Nykyään kehitämme järjestelmää, jota kutsumme ”kehon siruksi”.Se auttaa erityisesti vähentämään myrkyllisyyttä.lääkkeitä - esimerkiksi työskentelyyn syöpäpotilaiden kanssa. Voimme ottaa pienen syöpäsolun ja kasvattaa sitä ja sitten testata kemoterapiaa sirulla ennen hoidon antamista potilaalle. Meillä oli potilas, jolla oli melanooma, hän oli kemoterapiassa kuusi kuukautta, rahaa käytettiin paljon ja kasvain vain kasvoi. Testasimme lääkettä, jota ei ollut harkittu, ja potilas alkoi saada sitä. Kaksi viikkoa myöhemmin potilas sanoi ensimmäisen kerran, että hänen tilansa oli paranemassa, ja lääkäri totesi kasvaimen pienenevän. Siksi on erittäin hyödyllistä testata lääkettä ennen sen antamista potilaalle.
Kantasolut: luo mikä ei ole
Kun on tarpeen kasvattaa elin, jota potilaalla ei ole koskaan ollut tai joka on kadonnut, voidaan käyttää kantasoluja.Yleensä munuaisen kasvattamiseksi otammemunuaissolu, virtsaputken kasvattamiseksi otamme virtsaputken solut. Mutta kantasolujen tapauksessa voimme ottaa sellaisen, josta voi tulla solu keuhkoissa, munuaisissa tai verisuonissa. Kantasoluja on kahta päätyyppiä. Yksi niistä on ihmisen alkio. Ne ovat erittäin voimakkaita, kasvavat ja voivat muuttua mitä tahansa, mutta ne voivat myös muodostaa kasvaimia, joten niiden käyttäminen on erittäin vaikeaa. Toisaalta, jos puhumme näistä soluista aikuisella, ne voivat olla rasva- tai luuytinsoluja, ne eivät muodosta kasvaimia, mutta ne eivät kasva niin hyvin.
Ensimmäistä kertaa käytettiin termiä "kantasolu"Saksalainen tutkija Valentin Haacker 1800-luvun lopulla. Venäläinen tiedemies Alexander Maximov ehdotti vuonna 1909, että kehossa on soluja, jotka pysyvät muuttumattomina, mutta oikeaan aikaan ne voivat muuttaa ohjelmaa ja muuttua erityyppisiksi soluiksi.
Tämä teoria vahvistettiin 60-luvulla.viime vuosisadalla. Amerikkalaiset James Till ja Ernest McCullough säteilyttivät hiiriä tappavalla säteilyannoksella ja siirrättiin sitten terveen yksilön kantasoluilla. Kävi ilmi, että tällä tavalla on mahdollista palauttaa veri ja pelastaa hiiret kuolemasta. Vuodesta 1964 lähtien tätä menetelmää on käytetty verisyövän hoidossa: potilaat ensin tuhoavat omat verisolunsa ja siirtävät sitten terveet kantasolut luovuttajalta. Tämän menetelmän tehokkuus on 70–80%.
Vuonna 1981 Martin Evans ja Matthew Kaufmanrinnakkain Gail Martinin kanssa, alkion kantasolut hiirialkioista eristettiin. Nämä solut voisivat esiintyä määräämättömän ajan kehon ulkopuolella muuttamatta niiden ominaisuuksia, ja kun ne joutuvat tiettyihin olosuhteisiin, esimerkiksi takaisin vartaloon, muuttuvat kudoksiin.
Vuonna 1999 Science-lehti luokitteli kantasolujen löytämisen yhdeksi kolmesta biologian suurimmasta löytöstä DNA: n ja Human Genome -ohjelman purkamisen jälkeen.
Kauan aikaa uskottiin, että jos kantasolumuuttunut kudossoluksi, on mahdotonta saada se varsi. Japanilainen Xinya Yamanaka löysi kuitenkin vuonna 2006 tavan muuttaa somaattiset solut takaisin kantasoluiksi. Tästä hän sai vuonna 2012 Nobel-palkinnon.
Terve Moskova
Noin 17 vuotta sitten aloimme etsiä vaihtoehtoista kantasolujen lähdettä.. Ehdotti, että on olemassa toinen tyyppinen varsisoluissa, jotka ovat läsnä amnioottisessa nesteessä ja istukassa, joiden kanssa vauva on kohdun ympäröimä. Ja löysimme nämä erittäin voimakkaat kantasolut. Ne eivät muodosta kasvaimia ja voivat muuttua kolmeen pääryhmään kudoksia, jotka muodostavat kehomme. Nämä solut voidaan nopeasti kasvattaa riittäviin määriin. Tällä tavoin vältetään kaikki luuytimen solujen ja muun tyyppisten solujen rajoitukset. Nyt niistä tehdään useita kliinisiä tutkimuksia, ja niitä ei ole toistaiseksi käytetty kovin laajasti.
En halua sinun ajattelevan, että kaikki ongelmat on jo ratkaistu ja voit vain tulostaa elimiä.Näihin kestää vuosikymmeniätekniikka voisi kehittyä. Tämä on erittäin vaikeaa, ja vie paljon aikaa, jotta pystymme kehittämään juuri sen reseptin, jonka avulla tekniikat toimivat optimaalisesti. Lisäksi nämä ovat kalliita tekniikoita, niitä on vaikea toistaa, mutta voimme sanoa varmasti, että niillä on potentiaalia. Ja meille tämä on uudistavan lääketieteen lupaus - parantaa potilaiden elämää.