Indítsa el a regenerációt
A világ első sikeres szervátültetésetörtént1954-ben sebész lett
Évente átlagosan 100 800 darab készül világszerteszervátültetések. A leggyakrabban átültetett vese (69 400 műtét), máj (20 200), szív (5 400), tüdő (2 400) és hasnyálmirigy (2 400) volt. Az adományozás lehet rokon és posztumusz, amikor a kívánt szervet elveszik egy holttestről. Ugyanakkor például Oroszországban a donorvese átlagos várakozási ideje 1,5-2 év. A Szklifoszovszkij Kutatóintézetben évente mintegy 200 műtétet végeznek, miközben körülbelül 500 ember van a várólistán.
A természet úgy hozta létre a sejteket, hogy mindig tudják, mit kell tenniük.Mindegyikük képes regenerálnia sejt ilyen potenciállal rendelkezik. A bőrsejteket kéthetente frissítik, a bélsejteket - kéthetente, az agysejteket pedig tízévente frissítik. A probléma az, hogy nem regeneráljuk a szövetet betegség, heg vagy károsodás esetén. Ezen a ponton a regeneráció megáll, és a regeneráló orvoslás itt segíthet. Nagyon kicsi izomszövet veszünk a betegtől, majd feldolgozzuk ezeket a sejteket, és arra a helyre helyezzük, ahol a sérült izom található. Égési sérülések esetén is alkalmazható: ebben az esetben veszünk egy kis mintát a páciens bőréből, majd feldolgozzuk a sejteket, és spray-vel egyszerűen felvisszük őket a sérült helyekre. Sőt, ha a beteg megsérült, először kezelnie kell, meg kell szabadulnia a fertőzéstől, és várnia kell az időt, hogy készen álljon a kezelésre.
Növekszik egy új szerv
Cella helyett az úgynevezett hordozót is használhatja - egyfajta építőkeret.Anyagai nagyon hasonlóak a varratanyagokhoz.Néhány hónap alatt feloldódnak, és biztonságosak az emberre és a sejtekre. Egy kis szövetmintát veszünk a páciensből, majd azokat a sejteket a testen kívül feldolgozzuk, tenyésztjük, egy állvány segítségével csőszerűvé alakítjuk, majd beültetjük a betegbe. A teljes folyamat körülbelül 30 napot vesz igénybe. Ugyanez vonatkozik az erekre is. Ezeket a sejteket az anyagra helyezzük, majd ezt a szervet képezzük. Amikor a tömörítés azzá válik, amire szükségünk van, az ereket beültetik az emberekbe. A legösszetettebb szerv egy szilárd, vérkeringéssel rendelkező szerv, mint a szív, a vese és a máj, mivel különböző típusú szövetek vannak, és mindegyikben rengeteg véredény található.
Egészséges Moszkva
Az egyszerű szövetek termesztésének legegyszerűbb módja. A klinikai gyakorlatban már alkalmazzák a bőr regenerálásának módszerét a beteg speciális hidrogélekkel vagy sejtekkel történő felhasználásával.
Gordana Wunyak-Novakovich a Columbia Egyetemen koponyacsont egy darabjára nőtt, a keretet őssejtekkel vetve.
A Johns Hopkins Egyetemen az orvosok eltávolítottaka daganatok által érintett fül és a koponya egy része. A porcszövetet a mellkasból, az erekből és a bőrből kihúzva, új fülük nőtt fel a kezén, majd a műszervet a helyére ültették.
Az erek tenyésztésére és átültetésére sikeres kísérleteket tartottak a göteborgi (Svédország) és a Rice (USA) egyetemeken. Vannak példák az izmok, a vérsejtek, a csontvelő és a fogak növekedésére is.
A komplex szervek termesztését illetően,a kísérleteket továbbra is főként állatokkal folytatják. Vannak példák a mesterségesen megtermelt szervek sikeres átültetésére az emberekre. Anthony Atala évek óta műtétet végez a beteg sejtjeiből nőtt hólyag beültetésére. A spanyol sebészek átültették a donor caracas alapján termelt légcsövet.
Fejlett cellás technológia 2002-benklónozási technológiával nőtt egy tehén 5 cm hosszú miniatűr veséjében, és az állat füléből vett sejteket. A fő szervek mellé vesét ültettek be, és sikeresen megkezdte a vizelettermelést.
Pozitív tapasztalatok vannak a máj laboratóriumi patkányokba (University of Massachusetts) és a tüdő sertésbe (University of Texas) történő termesztése és átültetése terén is.
Az átültetett szervek erek nagyon kicsik.Ezt a munkát már 30 évvel ezelőtt elkezdtük, de minem volt technológia. Elkezdtek gondolkodni azon, hogy elvegyék a meghalt emberek szerveit, és újra felhasználják azokat. Egy elhunyt betegről eltávolították a májat, és belülről kimosták. Két hét elteltével a máj még mindig úgy nézett ki, mint egy máj, de nem volt benne sejt. Az edényes fát azonban meg tudtuk őrizni, például a máj vázát. Aztán elvették a beteg sejtjeit, növesztették és erre a csontvázra helyezték. A páciens testéből szövetet hozunk létre, és így kezeljük. Ezért egyáltalán nincs immunválasz. Ez a regeneratív gyógyászat nagyon nagy előnye.
Egészséges Moszkva
Még egy nagyon rossz szervből is kaphatunk jó sejteket biopsziával.De genetikailag nem tehetjük megbetegségek, mert a hiba az egész szövetben lesz. Itt vannak más technológiák - veszünk ebből a betegből a sejteket, kijavítjuk a hibákat, hogyan gyógyíthatjuk meg ezeket a sejteket, majd ugyanazon stratégián dolgozunk. Eddig sajnos ez kísérleti jellegű, ám továbbra is remény van, hogy a genetikai betegségek kezelhetők.
Mindig nyomon követjük betegeink életét legalább 5–8 évig a transzplantáció után.Meg kell győződnünk arról, hogy minden rendben lesz, csak akkor mondhatjuk, hogy ez a technológia működött, és az átültetett szervek normálisan működnek.
Szervnyomás és gyógyszervizsgálat
Kinyomtathat egy miniatűr szívet, és két órán belül már dobog.Hat évvel ezelőtt elkezdtük a 3D nyomtatást,mert ezeket a technológiákat ki kellett méretezni - előtte mindent manuálisan csináltunk. A nyomtatás során nyert szervek azonban nem voltak olyan integritottak, hogy beültethetők legyenek a testbe. Aztán elkezdtünk specifikusabb nyomtatókat kifejleszteni, amelyek képesek emberi szövetet létrehozni. És 14 éven át dolgoztak rajta.
Az első bionyomtatási kísérleteket ezen a napon végeztükSzokásos háztartási 3D nyomtatók, amelyeket tovább fejlesztettek. 2000-ben Thomas Boland felállította a Lexmark és a HP gépeket, hogy rá lehessen nyomtatni a DNS-fragmentumokat, és 2003-ban szabadalmazta a technológiát.
Most többtársaságok. Az Organovo biofejlesztői technológiát fejlesztettek ki a májszövet kinyomtatására. Olyan vesét nyomtattak ki, amely két hétig funkcionális maradt. Mindeddig az ilyen testeket csak orvosi készítmények tesztelésére használják, de az alkotók nem zárják ki, hogy hamarosan elkezdenek kidolgozni a donorszervek nyomtatásához szükséges berendezéseket.
A 3D Bioprinting Solutions orosz biomérnökei kifejlesztették a FABION 3D nyomtatót, és sikeres kísérletet végeztek a pajzsmirigy kinyomtatásában és a kísérleti egér átültetésében.
A Sheffield University által tervezett Fripp Designs nyomtatók szemprotéziseket nyomtatnak. Ugyanez a csapat fejleszti az orr, a füle és az álla 3D nyomtatási technológiáját.
A berendezések egy része saját gyártásúaz ügyfelek igényeinek megfelelően, és nem eladásra szánták (FABION, Organovo NovoGen MMX). A kereskedelmi bionyomtatók ára 10 ezer dollártól (BioBots) és 5 ezer eurótól (CELLINK Inkredible) 200 ezer dollárig és afelettiig (EnvisionTEC 3D Bioplotter, RegenHU 3DDiscovery) indul.
Öt érdekes kritérium van a szervek nyomtatására szolgáló 3D nyomtató számára.Először is nagyon kicsi fúvókákkal rendelkeznekelérheti a 2 mikront – ez az emberi hajszál átmérőjének 2%-a. Másodszor, ez a nyomtató pontosságot ad, a cellákat ott tudjuk elhelyezni, ahol valóban szükség van rájuk. A harmadik a bioink, egy folyadék, amely áthalad a fúvókán. És amikor zselatin lesz, már normál szövetként működik. A következő kritérium a mikrocsatornák, amelyek táplálják a sejtek központi részét. Lényegében ezek vérpótló anyagok. És végül egy szoftver, amely lehetővé teszi a háromdimenziós kép elkészítését. Így megértjük, mi történik a szervezetben, és létrehozzuk az adott szervhez szükséges struktúrát. Ehhez digitális adatokat veszünk a röntgenfelvételből, és ezek alapján készítünk egy struktúrát, amely kifejezetten erre a hibára vonatkozik egy adott betegnél.
Egészséges Moszkva
Két hitelesített rendszerünk van emberi szervek nyomtatására.Az FDA jóváhagyta őket.Food and Drug Administration az Egyesült Államokban - Hi-Tech). Az elmúlt hat évben nyomtatót használtunk az úgynevezett test-on-chip program létrehozására. Most ez a fejlesztési szakaszban van, mivel biztosítani kell ezeknek a szerveknek a életképességét, de általánosságban elkészíthetjük a miniatűr tüdeket, a szívet, az ereket, és az egész rendszert chipeken összekapcsolhatjuk. Kialakíthatunk egy csipetnyi méretű miniatűr szerveket is, és megnézhetjük, hogyan reagálnak ezek a szervek a gyógyszerekre. Például, ha egy gyógyszer felgyorsítja a pulzusát, akkor felgyorsítja a pulzusát a miniatűr szívünkben. Így lehet azonosítani olyan gyógyszerek mellékhatásait, amelyeket más tesztek nem fedeznek fel.
Kerülje a mellékhatásokat
Nyomtatott miniatűr szervek segítségével kipróbálhatja a gyógyszert.Például a "Hismanal" gyógyszer, 11 éva piacon az egész világon. Ezt az antipszichotikumot antihisztaminként is használták. Használata után bizonyos idő elteltével világossá vált, hogy sok betegnél jelentkeznek a szívműködési zavarokhoz kapcsolódó mellékhatások. Amikor a gyógyszert sejten tesztelték, nem volt probléma, amikor állatokon tesztelték, nem volt probléma. Amikor az első, a második és a harmadik szakasz klinikai vizsgálatát elvégezték, semmi sem történt. Bevettük ezt a gyógyszert, chipen használtuk szerveinkre, és egy héten belül kiderült, hogy ez a gyógyszer mérgező a szívre.
Ennek oka az a tény, hogy mindenki eltérően reagál.a drogok esetében minden genetikailag különbözik, ugyanazt a gyógyszert másképp fogják feldolgozni. Mindenkinek más a diéta, különböző életkörülmények, különböző egészségügyi nehézségek. Ez akadályozza annak megértését, hogy a gyógyszer miért csinál a szervekkel. És ha eltávolítjuk ezeket az akadályokat, és közvetlenül látjuk, hogy a gyógyszer hogyan hat a szervekre, azonnal felismerhetjük a toxicitást.
Ma olyan rendszert fejlesztünk ki, amelyet „test egy chipen” nevezünk.Különösen segít csökkenteni a toxicitást.gyógyszerek – például rákos betegekkel való munkavégzésre. Kivehetünk egy kis rákos sejtet és növeszthetjük, majd egy chipen tesztelhetjük a kemoterápiát, mielőtt ezt a terápiát adnánk a betegnek. Volt egy melanómás betegünk, hat hónapig kemoterápián volt, rengeteg pénzt költöttek el, a daganat csak nőtt. Kipróbáltunk egy olyan gyógyszert, amelyet nem vettünk figyelembe, és a beteg elkezdte kapni. Két héttel később a páciens először azt mondta, hogy állapota javul, az orvos pedig megállapította, hogy a daganat csökken. Ezért nagyon hasznos a gyógyszer tesztelése, mielőtt a betegnek adná.
Őssejtek: hozza létre azt, ami nem
Ha olyan szervet kell növeszteni, amilyen a betegnek soha nem volt, vagy elvesztette, akkor őssejteket lehet használni.Általában a vese növekedéséhez vesszükvesesejt, a húgycső növekedéséhez vesszük a húgycső sejtjeit. De az őssejtek esetében vehetünk egyet, amely tüdő-, vese- vagy érrendszeri sejtré válhat. Az őssejteknek két fő típusa van. Az egyik emberi embrionális. Nagyon nagy teljesítményűek, növekednek és bármivé válhatnak, de daganatot is képezhetnek, ezért nagyon nehéz őket felhasználni. Másrészt, ha ezekről a sejtekről beszélünk egy felnőttkorban, akkor lehetnek zsír- vagy csontvelő sejtek, nem képeznek daganatot, de nem növekednek olyan jól.
Első alkalommal használták az "őssejt" kifejezéstValentin Haacker német tudós a 19. század végén. 1909-ben, Alekszandr Maximov orosz tudós azt javasolta, hogy a testben vannak olyan sejtek, amelyek változatlanok maradnak, de a megfelelő időben megváltoztathatják a programot, és más típusú sejtekké alakulhatnak.
Ezt az elméletet a 60-as években megerősítették.a múlt században. James Till és Ernest McCullough amerikaiak halálos sugárterheléssel besugározták az egereket, majd egészséges egyedetől származó őssejttel transzplantálták őket. Kiderült, hogy ilyen módon lehetséges a vér helyreállítása és az egerek megmentése a halálból. 1964 óta ezt a módszert alkalmazzák a vérrák kezelésében: a betegek először elpusztítják saját vérsejtjeiket, majd az egészséges őssejteket átültetik a donorból. Ennek a módszernek a hatékonysága eléri a 70–80% -ot.
1981-ben Martin Evans és Matthew KaufmanGail Martin-nal párhuzamosan embrionális őssejteket izoláltunk egér embriókból. Ezek a sejtek korlátlan ideig létezhetnek a testön kívül tulajdonságaik megváltoztatása nélkül, és amikor bizonyos feltételekhez kerülnek, például vissza a testbe, szövetekké alakulnak.
1999-ben a Science magazin az őssejtek felfedezését a biológia három legnagyobb felfedezésének sorolta a DNS és a Human Genome program dekódolása után.
Sokáig azt hitték, hogy ha őssejtszöveti sejtté alakult, lehetetlen, hogy újra szárnyá váljon. 2006-ban azonban a japán Xinya Yamanaka felfedezte azt a módját, hogy a szomatikus sejteket visszavessék őssejtekké. Ezért 2012-ben megkapta a Nobel-díjat.
Egészséges Moszkva
Körülbelül 17 évvel ezelőtt elkezdtük keresni az őssejtek alternatív forrását.. Javasolta, hogy létezzen egy másik típusú szár isaz amniotikus folyadékban és a placentában jelen levő sejtek, amelyekkel a csecsemőt a méh körül veszi körül. És megtaláltuk ezeket a nagyon erős őssejteket. Nem képeznek daganatokat, és három fő szöveti kategóriává válhatnak, amelyek a testünket képezik. Ezeket a sejteket gyorsan megnövelhetjük megfelelő mennyiségben. Ily módon elkerüljük a csontvelő-sejtek és az egyéb sejttípusok minden korlátozását. Most számos klinikai vizsgálat tárgyát képezik, és eddig nem alkalmazzák nagyon széles körben.
Nem akarom, hogy azt hidd, hogy már minden probléma megoldódott, és egyszerűen kinyomtathatod a szerveket.Ezek évtizedekbe telneka technológia fejlődhet. Ez nagyon nehéz, és sok időbe telik, hogy kidolgozzuk azt a receptet, amely lehetővé teszi a technológiák optimális működését. Ezenkívül ezek drága technológiák, nehéz lesz őket megismételni, de biztosan elmondhatjuk, hogy vannak-e potenciáljuk. És számunkra ez a regeneráló orvoslás ígéretét jelenti - a betegek életének javítását.