В России собираются печатать на 3D-биопринтере человеческие органы
Трехмерные принтеры обещают человечеству революцию в разных областях: дизайне, строительстве, инженерии, моде. Но самая интригующая область их применения — это медицина. До сих пор не верится, что человеческий сустав можно… напечатать. А ведь в скором будущем ученые собираются начать создавать таким образом почки и другие важные органы. Корреспондент «Русского репортера» побывала в российской частной лаборатории биопринтинга и узнала, что нужно делать, чтобы спасти миллионы людей.
В маленькой лаборатории на большом экране компьютера наблюдаю процесс печати. Струйка за струйкой какая-то мутная масса, похожая на вазелин, вырисовывает привычные очертания человеческого уха. Полоски геля ложатся друг на друга, и вот уже под форсунками 3D-биопринтера появляется объемная ушная раковина стандартной величины.
— Это не наше ухо! — доносится голос. Человек в белом халате останавливает видеозапись. — Меня зовут Юсеф Хесуани, я биолог и исполнительный директор лаборатории.
— А чье оно?
— Из лаборатории Института регенеративной медицины университета Уэйк-Форест в Северной Каролине, которой руководит доктор Энтони Атала. Этот человек — пионер в деле создания живых тканей в искусственных условиях, он первый вырастил человеческий мочевой пузырь, который позже был пересажен пациенту. Но только у них принтер двухфорсунчатый, а мы сейчас разрабатываем пятифорсунчатый.
Красные кружочки, идеально гладкие, выстроены в несколько ровных рядов на темном фоне, их очень много. Это я наблюдаю в первом микроскопе. Заглядываю в другой прибор — там почти такие же, но зеленые и с растрепанными краями, похожи на кактусы.
— Эти шарики называются сфероидами — тканевые конструкты, которые состоят из нескольких тысяч клеток. Это основной строительный материал живых тканей и органов. Из них и делаются биочернила, которые слоями будут ложиться на скрепляющий элемент, биобумагу, — основу из натуральных материалов, которая растворится в напечатанном органе. Мы решили отойти от печати именно клетками, — Юсеф выводит на экран компьютера изображение с микроскопа. — Вот эти зеленые шарики неровные, потому что они еще не откапсулированы гелем. Они сейчас представляют собой чистые клеточные образования, которые мы потом покрываем гелевой оболочкой и подгоняем их все под одинаковую величину и форму. А вот красненькие уже одеты в гель — видите, какие ровные.
— Зачем сфероиды обязательно должны быть одинаковой формы и размера?
— Орган — это как дом. Он состоит из клеток нескольких типов, в каждом из которых клетки разной величины: они — как разные булыжники. Но вот когда мы объединяем клетки в сфероиды, мы создаем из них одинаковые кирпичики.
Большой стеклянный куб в первой комнате оказался стерильным колпаком, под который поместят 3D-биопринтер.
— А куда будут деваться органы, когда они будут напечатаны? — спрашиваю я Юсефа.
— Клеткам надо будет срастись, органу созреть. Это займет около месяца. Биореактор мы установим прямо под принтером. Это такой инкубатор, можно сказать, искусственная утроба, в которой будут поддерживаться температура, влажность, оптимальные для органа, и, главное, будет обеспечиваться его питание всеми необходимыми веществами. После того как месяц новый орган проведет в инкубаторе, его можно будет пересаживать человеку.
— Напечатанные почки могут получиться треугольными, а печень — квадратной, а сердце — в виде ромбика, — увлеченно перечисляет Юсеф. — Главное — добиться максимальной функциональности органов: чтобы печень работала именно как печень, вырабатывала билирубин, желчные кислоты.
— Вы собираетесь печатать все органы, востребованные сегодня для пересадки?
— Да. Но пока главная цель — создать человеческую почку, потому что это самый востребованный для трансплантации орган.
— И когда вы начнете печатать полноценные органы?
— Почка в нашей лаборатории, скорее всего, будет создана лет через тридцать. Но это без учета того, что мы или кто-то из наших партнеров из университетов Израиля, Австрии, США, Бразилии или Японии можем внезапно сделать открытие в области клеточной биотехнологии, которое ускорит нашу работу. Тогда сроки появления первых полноценных 3D-органов могут стать ближе.
