Pradėkite regeneraciją
Pirmoji pasaulyje sėkminga organų transplantacijaįvyko1954 m. - chirurgas
Kiekvienais metais visame pasaulyje pagaminama vidutiniškai 100 800organų transplantacijos. Dažniausiai persodinami inkstai (69 400 operacijų), kepenys (20 200), širdis (5 400), plaučiai (2 400) ir kasa (2 400). Donorystė gali būti susijusi ir pomirtinė, kai iš lavono paimamas norimas organas. Tuo pačiu metu, pavyzdžiui, Rusijoje donoro inksto laukimo laikotarpis yra vidutiniškai 1,5–2 metai. Sklifosovskio tyrimų institute kasmet atliekama apie 200 operacijų, o laukiančiųjų sąraše yra apie 500 žmonių.
Gamta sukūrė ląsteles taip, kad jos visada žinotų, ką daryti.Jie turi savybę atsinaujintiląstelė turi tokį potencialą. Odos ląstelės atnaujinamos kas dvi savaites, žarnyno ląstelės - dvi savaites, o smegenų ląstelės - kas dešimt metų. Problema ta, kad mes neatsinaujiname audinių, kai atsiranda liga, randas ar pažeidimas. Šiuo metu regeneracija sustoja ir čia gali padėti regeneracinė medicina. Iš paciento paimame labai mažą raumeninį audinį, tada šias ląsteles apdorojame ir dedame į tą vietą, kur yra pažeistas raumuo. Jis taip pat gali būti naudojamas pacientams, sergantiems nudegimais: tokiu atveju imame nedidelį paciento odos mėginį, tada apdorojame ląsteles ir tiesiog purškaliu patepame jas pažeistomis vietomis. Be to, jei pacientas yra sužeistas, pirmiausia turite jį gydyti, atsikratyti infekcijos ir palaukti, kol bus pasirengęs gydymui.
Augink naują vargoną
Vietoj ląstelių galite naudoti vadinamąjį pagrindą - savotišką pastato rėmą.Jo medžiagos labai panašios į siuvimo medžiagas.Jie ištirpsta per kelis mėnesius ir yra saugūs žmonėms ir ląstelėms. Iš paciento paimame nedidelį audinio mėginį, tada apdorojame tas ląsteles už kūno ribų, jas kultivuojame, pastoliais paverčiame vamzdeliais ir implantuojame pacientui. Visas procesas trunka apie 30 dienų. Tas pats pasakytina ir apie kraujagysles. Mes dedame šias ląsteles ant medžiagos, tada treniruojame šį organą. Kai suspaudimas tampa tai, ko mums reikia, kraujagyslės implantuojamos žmonėms. Sudėtingiausias organas yra kietas organas, turintis kraujotaką, pavyzdžiui, širdis, inkstai ir kepenys, nes yra įvairių tipų audiniai ir jie visi turi tiek daug kraujagyslių.
Sveika Maskva
Lengviausias būdas užauginti paprastus audinius. Klinikinėje praktikoje odos regeneravimo metodas, naudojant specialius paciento hidrogelius ar ląsteles, jau yra naudojamas.
Gordana Wunyak-Novakovich Kolumbijos universitete užaugino kaukolės kaulo fragmentą, sėdami rėmą kamieninėmis ląstelėmis.
Johns Hopkins universitete gydytojai buvo pašalinti išpacientų ausys ir dalis kaukolės, paveikti naviko. Paėmę kremzlinį audinį iš krūtinės, kraujagyslių ir odos, jie ant rankos uždėjo naują ausį, tada dirbtinį organą persodino į vietą.
Geteborgo (Švedija) ir Rice (JAV) universitetuose buvo surengti sėkmingi kraujagyslių auginimo ir persodinimo eksperimentai. Taip pat yra raumenų, kraujo ląstelių, kaulų čiulpų ir dantų augimo pavyzdžių.
Dėl sudėtingų organų auginimoeksperimentai vis dar vykdomi daugiausia su gyvūnais. Tačiau yra pavyzdžių, kai žmonėms sėkmingai persodinami dirbtinai išauginti organai. Jau keletą metų Anthony Atala vykdo operacijas, skirtas implantuoti šlapimo pūslę, išaugintą iš paciento ląstelių. Ispanijos chirurgai persodino trachėją, išaugintą ant kakavos donoro.
Pažangi ląstelių technologija 2002 mnaudodamas klonavimo technologiją, užaugino 5 cm ilgio karvės inkstą, paimdamas ląsteles iš gyvūno ausies. Šalia pagrindinių organų buvo implantuotas inkstas, ji pradėjo sėkmingai gaminti šlapimą.
Taip pat yra teigiamos patirties auginant ir persodinant kepenis laboratorinėms žiurkėms (Masačusetso universitetas) ir plaučius kiaulėms (Teksaso universitetas).
Persodintų organų indai yra labai maži.Šį darbą jau pradėjome prieš 30 metų, bet mesnebuvo jokios technologijos. Jie pradėjo galvoti, kaip paimti mirusių žmonių organus ir vėl juos panaudoti. Iš mirusio paciento jie pašalino kepenis ir tarsi išplovė jas iš vidaus. Po dviejų savaičių kepenys vis dar atrodė kaip kepenys, tačiau viduje nebuvo ląstelių. Tačiau mums pavyko išsaugoti kraujagyslių medį, pavyzdžiui, kepenų skeletą. Tada jie paėmė paciento ląsteles, užaugino jas ir padėjo ant šio skeleto. Mes sukuriame audinius iš paciento kūno ir taip jį gydome. Todėl visiškai nėra imuninio atsako. Tai labai didelis regeneracinės medicinos privalumas.
Sveika Maskva
Net iš labai blogo organo, naudodami biopsiją, galime gauti gerų ląstelių.Bet mes negalime to padaryti su genetineligos, nes defektas bus visame audinyje. Čia yra kitos technologijos - mes paimame iš šio paciento ląsteles, pašaliname defektus, kaip išgydyti šias ląsteles, ir tada dirbame pagal tą pačią strategiją. Kol kas, deja, tai eksperimentinė, tačiau vis dar yra vilties, kad genetinės ligos gali būti išgydytos.
Mes visada sekame savo pacientų gyvenimą mažiausiai 5–8 metus po transplantacijos.Turime įsitikinti, kad viskas bus gerai, tik tada galime pasakyti, kad ši technologija pasiteisino ir persodinti organai funkcionuoja normaliai.
Organų spausdinimas ir vaistų tyrimas
Galite atspausdinti miniatiūrinę širdelę, ir po dviejų valandų ji jau plaks.Prieš šešerius metus pradėjome naudoti 3D spausdinimą,nes reikėjo išplėsti šias technologijas - prieš tai viską darydavome rankiniu būdu. Bet atspausdinti organai neturėjo tokio vientisumo, kad būtų implantuojami į kūną. Tada mes pradėjome kurti konkretesnius spausdintuvus, kurie galėtų sukurti žmogaus audinius. Ir jie tuo dirbo 14 metų.
Pirmieji buvo atlikti bio spausdinimo eksperimentaiĮprasti buitiniai 3D spausdintuvai, kurie buvo patobulinti šioje srityje. 2000 m. Tomas Bolandas sukūrė „Lexmark“ ir HP mašinas, kad ant jų būtų galima atspausdinti DNR fragmentus, o 2003 m. Jis užpatentavo šią technologiją.
Dabar keliįmonės. „Organovo“ bioinžinieriai sukūrė kepenų audinio spausdinimo technologiją. Jie taip pat spausdino inkstus, kurie dvi savaites išliko darbingi. Kol kas tokie kūnai naudojami tik medicininiams preparatams tikrinti, tačiau kūrėjai neatmeta, kad netrukus jie pradės kurti įrangą donorų organams spausdinti.
Rusijos bioinžinieriai iš „3D Bioprinting Solutions“ sukūrė 3D spausdintuvą FABION ir atliko sėkmingą eksperimentą spausdindami skydliaukę ir persodindami eksperimentinę pelę.
Sukurta Šefildo universiteto, „Fripp Designs“ spausdintuvai spausdina akių protezus. Ta pati komanda kuria 3D nosies, ausų ir smakro spausdinimo technologijas.
Dalis įrangos gaminama savo reikmėmsklientų poreikių ir nėra skirtas parduoti (FABION, Organovo’s NovoGen MMX). Komercinių biospausdintuvų kainos prasideda nuo 10 tūkstančių dolerių (BioBots) ir 5 tūkstančių eurų (CELLINK Inkredible) iki 200 tūkstančių dolerių ir daugiau (EnvisionTEC 3D Bioplotter, RegenHU 3DDiscovery).
Yra penki įdomūs 3D spausdintuvo, skirto organams spausdinti, kriterijai.Pirma, jie turi labai mažus purkštukusgali siekti iki 2 mikronų – tai yra 2% žmogaus plauko skersmens. Antra, šis spausdintuvas mums suteikia tikslumo, galime išdėlioti langelius ten, kur jų iš tikrųjų reikia. Trečiasis yra bioinkas, skystis, praeinantis per antgalį. Ir tada, kai jis tampa želatina, jis jau veikia kaip normalus audinys. Kitas kriterijus yra mikrokanalai, jie aprūpina centrinę ląstelių dalį. Iš esmės tai yra kraujo pakaitalai. Ir galiausiai – programinė įranga, leidžianti turėti trimatį vaizdą. Taip suprantame, kas vyksta organizme, ir sukuriame tam organui reikalingą struktūrą. Norėdami tai padaryti, paimame skaitmeninius rentgeno duomenis ir pagal juos sukuriame specialiai šiam konkretaus paciento defektui skirtą struktūrą.
Sveika Maskva
Turime dvi sertifikuotas žmogaus organų spausdinimo sistemas.Jie yra FDA patvirtinti.Maisto ir vaistų administracija JAV - Hi-Tech). Per pastaruosius šešerius metus mes naudojome spausdintuvą, kad sukurtume vadinamąją kūno ant lusto programą. Dabar tai yra vystymosi stadijoje, nes būtina užtikrinti šių organų gyvybingumą, tačiau iš esmės mes galime padaryti miniatiūrinius plaučius, širdį, kraujagysles ir sujungti visą šią sistemą ant lustų. Taip pat galime sukurti miniatiūrinius smeigtukų dydžio organus ir pamatyti, kaip šie organai reaguoja į vaistus. Pvz., Jei vaistas pagreitina jūsų širdies ritmą, jis pagreitins jūsų miniatiūrinės širdies ritmą. Taigi galima nustatyti šalutinį vaistų poveikį, kurio neaptinkama kitais tyrimais.
Venkite šalutinio poveikio
Naudodami atspausdintus miniatiūrinius organus, galite išbandyti vaistą.Pavyzdžiui, vaistas "Hismanal", 11 mrinkoje visame pasaulyje. Šis antipsichozinis vaistas taip pat buvo naudojamas kaip antihistamininis preparatas. Po kurio laiko jį panaudojus tapo aišku, kad daugelis pacientų patiria šalutinį poveikį, susijusį su širdies veiklos sutrikimu. Kai vaistas buvo išbandytas ląstelėje, problemų nekilo, o bandant su gyvūnais problemų nekilo. Kai buvo atlikti pirmojo, antrojo ir trečiojo etapų klinikiniai tyrimai, nieko neįvyko. Išgėrėme šį vaistą, naudojome savo organus ant lustų ir per savaitę paaiškėjo, kad šis vaistas yra toksiškas širdžiai.
Taip yra dėl to, kad visi reaguoja skirtingai.vaistams viskas genetiškai skirtinga, tas pats vaistas bus perdirbamas skirtingai. Kiekvienas žmogus turi skirtingą dietą, skirtingas gyvenimo sąlygas, skirtingus sveikatos sunkumus. Tai kliudo suprasti, ką vaistas iš tikrųjų daro su organais. Ir jei pašalinsime visas šias kliūtis ir tiesiogiai pamatysime, kaip vaistas veikia organus, mes galime nedelsdami nustatyti toksiškumą.
Šiandien mes kuriame sistemą, kurią mes vadiname „kūnu ant lusto“.Tai ypač padės sumažinti toksiškumą.vaistai – pavyzdžiui, dirbti su vėžiu sergančiais pacientais. Galime paimti nedidelę vėžio ląstelę ir ją auginti, o tada išbandyti chemoterapiją mikroschema prieš skirdami tą gydymą pacientui. Turėjome melanoma sergantį pacientą, šešis mėnesius gydėsi chemoterapija, buvo išleista daug pinigų, auglys tik augo. Išbandėme vaistą, kuris nebuvo svarstomas, ir pacientas pradėjo jį vartoti. Po dviejų savaičių pacientas pirmą kartą pasakė, kad jo būklė gerėja, o gydytojas pažymėjo, kad auglys mažėja. Todėl labai naudinga prieš duodant pacientui vaistą išbandyti.
Kamieninės ląstelės: sukurkite tai, ko nėra
Kai reikia užsiauginti organą, kurio pacientas niekada neturėjo arba yra netekęs, gali būti naudojamos kamieninės ląstelės.Paprastai, norėdami užauginti inkstą, imameinksto ląstelę, norėdami auginti šlaplę, paimame šlaplės ląsteles. Bet kamieninių ląstelių atveju galime pasiimti tokią, kuri gali tapti plaučio, inksto ar kraujagyslės ląstele. Yra du pagrindiniai kamieninių ląstelių tipai. Vienas iš jų yra žmogaus embrionas. Jie yra labai galingi, auga ir gali virsti bet kuo, tačiau taip pat gali formuoti navikus, todėl jais naudotis labai sunku. Kita vertus, jei mes kalbėsime apie šias ląsteles suaugusiame, tai gali būti riebalų arba kaulų čiulpų ląstelės, jos nesudarys navikų, tačiau jos taip neauga.
Pirmą kartą buvo naudojamas terminas „kamieninės ląstelės“Vokiečių mokslininkas Valentinas Haackeris XIX amžiaus pabaigoje. 1909 m. Rusijos mokslininkas Aleksandras Maximovas pasiūlė, kad kūne yra ląstelių, kurios nesikeičia, tačiau tinkamu metu jos gali pakeisti programą ir virsti kitokio tipo ląstelėmis.
Ši teorija buvo patvirtinta 60-aisiais.praėjusiame amžiuje. Amerikiečiai Jamesas Tillis ir Ernestas McCulloughas apšvitino peles mirtina radiacijos doze, o paskui jiems persodino sveiko žmogaus kamienines ląsteles. Paaiškėjo, kad tokiu būdu įmanoma atkurti kraują ir išgelbėti peles nuo mirties. Nuo 1964 m. Šis metodas pradėtas naudoti gydant kraujo vėžį: pacientai pirmiausia sunaikina savo kraujo ląsteles, o paskui iš donoro persodina sveikas kamienines ląsteles. Šio metodo efektyvumas siekia 70–80%.
1981 m., Martinas Evansas ir Matthew'as KaufmanasLygiagrečiai su Gail Martin buvo išskirtos embrionų kamieninės ląstelės iš pelių embrionų. Šios ląstelės gali neribotą laiką egzistuoti už kūno ribų, nepakeisdamos jų savybių, ir patekusios į tam tikras sąlygas, pavyzdžiui, atgal į kūną, virsta audiniais.
1999 m. Žurnalas „Science“ kamieninių ląstelių atradimą priskyrė prie trijų didžiausių atradimų biologijos srityje, iššifravęs DNR ir Žmogaus genomo programą.
Ilgą laiką buvo manoma, kad jei kamieninė ląstelėpaversta audinio ląstele, neįmanoma jos priversti vėl stiebtis. Tačiau 2006 m. Japonė Xinya Yamanaka atrado būdą, kaip somatines ląsteles paversti kamieninėmis ląstelėmis. Už tai 2012 m. Jis gavo Nobelio premiją.
Sveika Maskva
Maždaug prieš 17 metų pradėjome ieškoti alternatyvaus kamieninių ląstelių šaltinio.. Pasiūlė, kad yra dar vienas stiebo tipasląstelės, esančios amniono skystyje ir placentoje, su kuria kūdikis yra apsuptas gimdoje. Ir mes radome šias labai galingas kamienines ląsteles. Jie nesudarys navikų ir gali virsti trimis pagrindinėmis audinių, formuojančių mūsų organizmą, kategorijomis. Šios ląstelės gali būti greitai išaugintos iki pakankamo kiekio. Tokiu būdu išvengiame visų kaulų čiulpų ląstelių ir kitų rūšių ląstelių apribojimų. Dabar jie yra daugelio klinikinių tyrimų objektas ir iki šiol nėra naudojami labai plačiai.
Nenoriu, kad manytumėte, kad visos problemos jau išspręstos ir galite tiesiog atsispausdinti organus.Tai užtruks dešimtmečiustechnologijos galėtų vystytis. Tai labai sunku, ir mums reikia daug laiko, kad galėtume sukurti patį receptą, kuris leistų technologijoms veikti optimaliai. Be to, tai yra brangios technologijos, jas bus sunku atkartoti, tačiau galime tvirtai pasakyti, kad jos turi potencialo. O mums tai yra regeneracinės medicinos pažadas - pagerinti pacientų gyvenimą.