Sztucznie wyhodowane narządy. Jak hoduje się sztuczne narządy? Bank komórek macierzystych

Już dziś technologie hodowli nowych narządów są szeroko stosowane w medycynie i umożliwiają opracowanie nowych metod badania układu odpornościowego i różnych chorób, a także zmniejszają potrzebę przeszczepów. Pacjenci, którzy przeszli jakąkolwiek potrzebę przeszczepienia narządu duże ilości toksyczne leki osłabiające układ odpornościowy; w przeciwnym razie ich organizm może odrzucić przeszczepiony narząd. Jednak dzięki postępowi inżynierii tkankowej przeszczepy narządów mogą stać się przeszłością. Wykorzystując komórki samych pacjentów jako materiał do hodowli nowych typów tkanek w laboratorium, naukowcy odkrywają nowe technologie tworzenia ludzkich narządów.

Hodowla narządów to obiecująca technologia bioinżynieryjna, której celem jest stworzenie różnych pełnoprawnych, żywotnych narządów biologicznych dla człowieka. Technologia ta nie została jeszcze zastosowana u ludzi.

Tworzenie narządów stało się możliwe nieco ponad 10 lat temu dzięki rozwojowi technologii bioinżynieryjnych. Do hodowli wykorzystywane są komórki macierzyste pobrane od pacjenta. Niedawno opracowana technologia IPC (indukowanych komórek pluripotencjalnych) umożliwia przeprogramowanie dorosłych komórek macierzystych tak, aby mogły stać się dowolnym narządem.

Rosnące narządy lub tkanki ludzkie mogą mieć charakter wewnętrzny lub zewnętrzny (w probówkach).

Najbardziej znanym naukowcem w tej dziedzinie jest Anthony Atala, uznany Doktorem Roku 2011, kierownik laboratorium w Wake City Institute of Regenerative Medicine (USA). To pod jego kierownictwem 12 lat temu powstał pierwszy sztuczny organ – pęcherz moczowy. Najpierw Atala i jej współpracownicy stworzyli sztuczną matrycę z materiałów biokompatybilnych. Następnie pobrano od pacjenta zdrowe komórki macierzyste pęcherza moczowego i przeniesiono je do ramy: niektóre z wnętrza, inne z zewnątrz. Po 6-8 tygodniach narząd był gotowy do przeszczepienia.

„Nauczono mnie, że komórki nerwowe się nie regenerują” – wspominała później Atala. - Jakież było nasze zdziwienie, gdy zaobserwowaliśmy, jak przeszczepiony przez nas pęcherz pokryty jest siecią komórek nerwowych! Oznaczało to, że tak jak powinien komunikować się z mózgiem i funkcjonować jak wszyscy zdrowi ludzie. To niesamowite, jak wiele prawd, które jeszcze 20 lat temu wydawały się niepodważalne, zostało obalonych, a teraz bramy do przyszłości stoją przed nami otwarte”.

Do stworzenia matrycy, dawcy lub sztucznych tkanek wykorzystuje się nawet nanorurki węglowe i nici DNA. Przykładowo skóra wyhodowana na ramie wykonanej z nanorurek węglowych jest kilkadziesiąt razy mocniejsza od stali – niezniszczalna jak Superman. Po prostu nie jest jasne, jak na przykład chirurg może współpracować z taką osobą. Skórka na ramce wykonana z pajęczego jedwabiu (również mocniejszego od stali) już wyrosła. To prawda, że ​​​​osoba nie została jeszcze przeszczepiona.

A może najbardziej zaawansowana technologia- drukowanie organów. Został wynaleziony przez tego samego Atalę. Metoda jest odpowiednia dla narządów litych, a szczególnie dobra dla organów rurowych. Do pierwszych eksperymentów użyliśmy zwykłej drukarki atramentowej. Później oczywiście wymyślili specjalny.

Zasada jest prosta, jak wszystko genialne. Zamiast atramentu o różnych kolorach, wkłady wypełnione są zawiesinami różnych typów komórek macierzystych. Komputer oblicza strukturę narządu i ustawia tryb drukowania. Jest to oczywiście bardziej złożone niż konwencjonalny druk na papierze; ma wiele, wiele warstw. Dzięki nim powstaje objętość. Wtedy wszystko powinno rosnąć razem. Można już „drukować” naczynia krwionośne, także te o skomplikowanych rozgałęzieniach.

Skóra i chrząstka. Są najłatwiejsze w uprawie: wystarczyło nauczyć się rozmnażać komórki skóry i chrząstki poza organizmem. Chrząstkę przeszczepia się od około 16 lat; jest to dość powszechna operacja.

Naczynia krwionośne. Ich uprawa jest nieco trudniejsza niż uprawa skóry. W końcu jest to narząd rurkowy, który składa się z dwóch rodzajów komórek: jakiejś linii powierzchnia wewnętrzna, podczas gdy inne tworzą ściany zewnętrzne. Japończycy jako pierwsi wyhodowali naczynia krwionośne pod przewodnictwem profesora Kazuwy Nakao z Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Kioto w 2004 roku. Nieco później, w 2006 roku, dyrektor Instytutu Komórek Macierzystych na Uniwersytecie Minnesota w Minneapolis (USA), Catherine Verfeil, zademonstrowała hodowanie komórek mięśniowych.

Serce. Szesnastu dzieciom w Niemczech wszczepiono już zastawki serca wyhodowane na rusztowaniu z serc świńskich. Dwoje dzieci żyje z takimi zastawkami już 8 lat, a zastawki rosną razem z sercem! Amerykańsko-Hongkońska grupa naukowców obiecuje rozpocząć przeszczepianie „plastrów” na serce po zawale serca za 5 lat, natomiast angielski zespół bioinżynierów planuje przeszczepić zupełnie nowe serce za 10 lat.

Nerki, wątroba, trzustka. Podobnie jak serce, są to tak zwane narządy stałe. Mają największą gęstość komórek, co czyni je najtrudniejszymi w uprawie. Główne pytanie zostało już rozwiązane: jak sprawić, by wyhodowane komórki uformowały kształt wątroby lub nerki? Aby to zrobić, weź matrycę w kształcie narządu, umieść ją w bioreaktorze i wypełnij komórkami.

Pęcherz moczowy. Pierwszy „organ z probówki”. Dziś operacje hodowania i przeszczepiania własnego „nowego” pęcherza wykonano już u kilkudziesięciu Amerykanów.

Górna szczęka. Specjalistom z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej Uniwersytetu w Tampere (Finlandia) udało się wyhodować górną szczękę człowieka... we własnej jamie brzusznej. Przenieśli komórki macierzyste na sztuczną matrycę z fosforanu wapnia i wszyli je do żołądka mężczyzny. Po 9 miesiącach usunięto szczękę i zastąpiono ją oryginalną, którą usunięto ze względu na guz.

Siatkówka oka, tkanka nerwowa mózgu. Osiągnięto poważny postęp, ale jest zbyt wcześnie, aby mówić o znaczących wynikach.

Sztuczne narządy ludzkie wkrótce będą hodowane w obiekcie budowanym pod dowództwem wojska akademia medyczna nazwany na cześć kliniki Kirowa w Petersburgu. Decyzję o budowie kliniki podjął Minister Obrony Narodowej. Centrum multidyscyplinarne planują wyposażyć go w najnowocześniejszy sprzęt, który pozwoli na najwięcej szczegółowo badać komórki macierzyste. Powstał już dział naukowo-techniczny, który będzie zajmował się technologiami komórkowymi.

„Głównym kierunkiem pracy katedry będzie utworzenie banku biologicznego i stworzenie możliwości hodowli sztucznych narządów” – mówi Jewgienij Iwczenko, kierownik wydziału organizacji pracy naukowej oraz szkolenia personelu naukowo-pedagogicznego w akademii. „Rosyjscy naukowcy od dawna pracują nad sztucznymi narządami”.

Dwa lata temu kierownik katedry Federalnego Centrum Naukowego Transplantologii i Sztucznych Narządów imienia Akademika V.I. Shumakov Murat Shagidulin poinformował o stworzeniu sztucznego analogu wątroby, nadającego się do przeszczepu. Naukowcom udało się uzyskać sztuczną wątrobę i przetestować ją w warunkach przedklinicznych. Narząd hodowano na bazie bezkomórkowego szkieletu wątroby, z którego wcześniej przy użyciu specjalnej technologii usunięto całą tkankę. Pozostały jedynie struktury białkowe naczyń krwionośnych i innych składników narządów. Rusztowanie wysiano komórkami autologicznymi szpik kostny i wątroba. Doświadczenia na zwierzętach wykazały, że wyhodowany pierwiastek zostaje wszczepiony do wątroby lub krezki jelito cienkie, sprzyjał regeneracji tkanek i dawał pełne wyzdrowienie funkcje uszkodzonego narządu. Zwierzęta były modelami stanu ostrego i przewlekłego niewydolność wątroby. A wyhodowany element umożliwił podwojenie wskaźnika przeżycia. Rok po implantacji wszystkie zwierzęta nadal żyły. Tymczasem w grupie kontrolnej zmarło około 50% osób. Siedem dni po implantacji w grupie głównej wskaźniki biochemiczne funkcji wątroby były już na normalnym poziomie. Po 90 dniach od przeszczepienia do krezki jelita cienkiego naukowcy odkryli żywe hepatocyty i nowe naczynia, które wyrosły z ramy elementu.

„Badania nad stworzeniem złożonych narządów bioinżynierii, takich jak wątroba, nerki, płuca i serce, w ostatnie lata prowadzone są w wiodących laboratoriach naukowych w USA i Japonii, ale nie wyszły one jeszcze poza etap badań na modelu zwierzęcym” – komentuje Murat Shagidulin, kierownik Katedry Transplantologii Doświadczalnej i Sztucznych Narządów Centrum. - Nasze eksperymenty na zwierzętach wypadły pomyślnie. Trzy miesiące po przeszczepie znaleźli ciała zwierząt zdrowe komórki wątroba i nowe naczynia krwionośne. Wskazywało to, że następuje proces regeneracji przeszczepionej wątroby i że się ona zakorzeniła.”

Japońskim naukowcom z Uniwersytetu w Jokohamie udało się wyhodować wątrobę o wielkości kilku milimetrów. Udało im się tego dokonać dzięki indukowanym pluripotencjalnym komórkom macierzystym (iPSC). Wyhodowana wątroba funkcjonuje jak pełnoprawny narząd. Według kierownika grupy badawczej, profesora Hidekiego Taniguchi, miniwątroba radzi sobie z przetwarzaniem szkodliwych substancji równie skutecznie, jak prawdziwy ludzki narząd. Naukowcy mają nadzieję rozpocząć badania kliniczne sztuczna wątroba w 2019 r. Nowe narządy powstałe w laboratorium zostaną przeszczepione pacjentom z ciężkimi chorobami wątroby, aby mogły one utrzymać jej prawidłowe funkcje.

Nieco wcześniej japońscy naukowcy w laboratorium byli o krok od najnowszego odkrycia - stworzenia w pełni funkcjonujących nerek, które mogą zastąpić prawdziwe. Wcześniej stworzono prototypy sztucznej nerki. Nie byli jednak w stanie normalnie wydalać moczu (obrzękli od ucisku). Jednak Japończycy naprawili sytuację. Eksperci już z dużym sukcesem przeszczepiają sztuczne nerki świniom i szczurom.
Doktor Takashi Yooko i jego współpracownicy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Jinkei wykorzystali komórki macierzyste nie tylko do wyhodowania tkanki nerkowej, ale także do wyhodowania rurki drenażowej i pęcherza moczowego. Z kolei szczury, a później świnie, były inkubatorami, w których rozwijała się i rosła już tkanka embrionalna. Kiedy nowa nerka została połączona z istniejącą w organizmie zwierzęcia pęcherz moczowy system działał jako całość. Mocz spływał z przeszczepionej nerki do przeszczepionego pęcherza i dopiero potem przedostawał się do pęcherza zwierzęcia. Jak wykazały obserwacje, system zadziałał osiem tygodni po przeszczepieniu.

Zdaniem naukowców w przyszłości być może uda się stworzyć pełnoprawne implanty strun głosowych dla ludzi. Naukowcy pobrali fragmenty tkanek od czterech osób cierpiących na problemy ze strunami głosowymi. U tych pacjentów usunięto więzadła. Pobrano także tkankę od jednego zmarłego dawcy. Eksperci wyizolowali, oczyścili i hodowali komórki błony śluzowej w specjalnej trójwymiarowej strukturze imitującej środowisko ludzkiego ciała. Po około dwóch tygodniach komórki połączyły się i utworzyły tkankę, która pod względem elastyczności i lepkości przypomina prawdziwe struny głosowe. Następnie specjaliści przyczepiali powstałe struny głosowe do sztucznej tchawicy i przepuszczali przez nie nawilżone powietrze. Kiedy powietrze dotarło do więzadeł, tkanki wibrowały i wydawały dźwięk, jakby działo się to w normalnych warunkach w organizmie. W najbliższej przyszłości lekarze spodziewają się konsolidacji uzyskanych wyników na osobach, które tego potrzebują.

rozmawiałem profesor Paola Macchiariniego, która od 6 lat z powodzeniem przeszczepia w laboratorium ludzkie narządy wyhodowane z komórek macierzystych pacjentów.

Co przepowiedzieli pisarze i prorocy science fiction

W ciągu ostatnich 5 lat laboratoria badawcze na całym świecie aktywnie hodowały nowe narządy ludzkie z komórek macierzystych pacjentów. W mediach pełno jest doniesień o uszach, chrząstkach, naczyniach krwionośnych, skórze, a nawet narządach płciowych powstałych w warunkach laboratoryjnych. Wydaje się, że już niedługo produkcja ludzkich „części zamiennych” nabierze skali przemysłowej i rozpocznie się przepowiadana przez pisarzy science fiction „era postludzka”. Era, która postawi wszystkich przed dylematem: przedłużyć życie lub umrzeć i pozostać nieśmiertelnym w genach swoich potomków.

Futurolodzy przewidywali powstanie „transczłowieka” przed nadejściem „postczłowieka”. Całkiem niepostrzeżenie miliony Ziemian stały się już „transludźmi”: to „dzieci z probówki”, ludzie z implantami dentystycznymi i dawcami narządów. Kiedy to wszystko wkroczyło w nasze życie, ostatnią twierdzą, którą naukowcy mieli pewnego dnia zdobyć, była być może hodowla ludzkich „części zamiennych” w laboratorium.

Ludzkość zawsze o tym marzyła. Klasyka science-fiction Arthura Clarke'a nie miał wątpliwości, że naukowcy opanują regenerację w XXI wieku, podobnie jak jego kolega Roberta Heinleina napisał, że „ ciało samo się zregeneruje – nie zagoi ran bliznami, ale odtworzy utracone narządy" Bułgarski jasnowidz Wanga przewidział możliwość stworzenia dowolnych narządów w 2046 roku, nazywając to osiągnięcie najlepszą metodą leczenia. Słynny francuski wróżbita Nostradamus przewidywali rewolucyjne zmiany w nauce do 2015 roku, w wyniku których operacje będą przeprowadzane na wyhodowanych narządach.

Jeśli nie ufacie prorokom, oto prognoza polityków. W 2010 roku brytyjski dziennik The Daily Telegraph opublikował raport rządu Wielkiej Brytanii na temat zawodów, na które w najbliższej dekadzie będzie najbardziej poszukiwane i do których powinni się przygotowywać przyszli uczestnicy rynku pracy. Na szczycie listy znaleźli się „producenci sztucznie hodowanych narządów”, a na drugim miejscu znaleźli się „nanomedycy”, którzy będą zajmować się rozwój naukowy w tym obszarze. W tym samym artykule Brytyjski minister nauki i innowacji Paula Draysona stwierdził, że zawody te nie należą już do sfery science fiction.

Paolo Macchiarini w laboratorium.

Co się spełniło

Rozmawiamy w modnej nowojorskiej restauracji Lavo. Otaczająca nas publiczność nawet nie podejrzewa, że ​​mój rozmówca jest postacią historyczną, której osiągnięcia naukowe dostrzegł w odległym XVI wieku królewski astrolog Michel de Nostradamus. Nazywa się Paolo Macchiarini. Jako pierwszy na świecie wyhodował w laboratorium ludzki narząd z komórek macierzystych pacjenta, a następnie z powodzeniem go wszczepił.

Profesor Macchiarini urodził się w 1958 roku w Szwajcarii, a kształcił się we Włoszech, USA i Francji. Mówi pięcioma językami. Jeden z pionierów medycyny regeneracyjnej na świecie. Specjalista w dziedzinie inżynierii tkankowej i komórek macierzystych, jest jednocześnie biologiem i aktywnym chirurgiem transplantacyjnym. Kieruje Centrum Chirurgii Regeneracyjnej Szwedzkiego Instytutu Karolinska (Komisja tego instytutu ustala laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny).

Paolo Macchiarini jest laureatem honorowych nagród naukowych, autorem setek publikacji w czołowych czasopismach naukowych świata, posiadaczem Orderu Republiki Włoskiej za Zasługi w Nauce, innowatorem i pionierem w dziedzinie hodowli i wszczepiania tchawicy stworzony z komórek macierzystych pacjentów. Ta lista wyróżnień rysuje portret niedostępnego i ważnego naukowca światowej klasy. Komunikacja osobista zmienia tę koncepcję. Charyzmatyczny i niesamowicie czarujący, imprezowy, przystojny i elegancki, otwarty i życzliwy. Nic dziwnego, że większość niegdyś zdesperowanych pacjentów, których później operował, bez szczególny wysiłek znalazłeś go poprzez Google, wpisując w wyszukiwarkę wyszukiwane hasła „medycyna regeneracyjna” lub „komórki macierzyste”. Macchiarini nie ma asystentów ani asystentów - osobiście odpowiada na listy i prowadzi negocjacje.

W 2008 roku w światowych mediach obiegła sensacyjna wiadomość. Międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem profesora Macchiariniego przeprowadził pierwszą w historii operację przeszczepienia pacjentowi tchawicy wyhodowanej z jej komórek na rusztowaniu w bioreaktorze.

Tchawica - niezbędna ważny narząd. To w uproszczeniu rurka o długości 10-13 cm łączy nos z płucami, zapewniając w ten sposób oddychanie i dopływ tlenu do organizmu. Wcześniej przeszczep tchawicy (na przykład od dawcy) był niemożliwy. Tym samym dzięki Macchiariniemu po raz pierwszy pacjenci po urazach, nowotworach i innych schorzeniach tchawicy otrzymali szansę na powrót do zdrowia.

Do tej pory profesor to zrobił około 20 operacji do przeszczepienia „wyrośniętej” tchawicy.

Macchiarini w centrum uwagi USA i Rosji

Profesor Macchiarini z ramą tchawicy.

Osiągnięcia europejskiego naukowca nie pozostały niezauważone w Stanach Zjednoczonych. Latem 2014 roku amerykańska korporacja telewizyjna NBC nakręciła 2-godzinny dokument o Macchiarini „A Leap of Faith”, który szczegółowo ukazuje wszystkie etapy „hodowania” ludzkiego narządu, wraz z wywiadami i historiami wszystkich pacjentów . Twórcom filmu udało się przekazać widzom szalony harmonogram profesora, który śpi w samolotach, nocuje w pobliżu „wyhodowanego” organu w przeddzień przeszczepu, prowadzi kursy mistrzowskie i wykonuje najbardziej skomplikowane operacje na całym świecie , a także zaprzyjaźnia się z rodzinami pacjentów, dla których, niestety, operacja tylko przedłużyła życie, ale nie mogła pozbyć się początkowej nieodwracalnej choroby.

Film obiektywnie dotyka także drugiej strony sukcesu profesora, który przetrwał falę międzynarodowej krytyki za eksperymentalne operacje na ludziach. Kwestie bioetyki były wielokrotnie poruszane w społeczeństwie. W rozmowie z twórcami filmu naukowiec przyznał, że taka presja nie raz skłaniała go do pomysłu porzucenia wszystkiego, ale udane operacje przywróciła wiarę. Dodatkowo pomysł od pierwszej implantacji oddzieliło prawie 25 lat badań, podczas których rozwinął swoje motto: „Nigdy się nie poddawaj”.

Rosja również uważnie monitorowała „hodowlę narządów”. Aby nie pominąć naukowca tej klasy, rząd rosyjski przyznał w 2011 roku bezprecedensową dotację w wysokości 150 milionów rubli. Macchiariniemu zaproponowano wykorzystanie tych pieniędzy na Uniwersytecie Medycznym Kubań w Krasnodarze.

16 rosyjskich specjalistów profesor wysłał ich na studia do swojego rodzinnego Instytutu Karolinska i planuje uczynić z nich naukowców światowej klasy. Dzięki grantowi sam Macchiarini nie myślał o szukaniu sponsorów i skupił się na ratowaniu życia pacjentów, których kosztem grantu operował już bezpłatnie w Krasnodarze. Można powiedzieć, że dzięki profesorowi Rosja tworzy wiodące na świecie laboratorium tworzenia narządów ludzkich.

Ten sam rosyjski grant pozwolił Macchiariniemu wykorzystać swoją wiedzę do tworzenia innych organów. Zatem udane eksperymenty nad hodowlą serca szczura idą pełną parą i wspólnie z Texas Heart Institute planowana jest wyhodowanie serca dla naczelnych. Trwają prace nad projektem powiększania przełyku i przepony. A to dopiero początek nowej ery w bioinżynierii. W niedalekiej przyszłości technologie powinny osiągnąć perfekcję, przejść badania kliniczne i stać się dostępne komercyjnie. Wtedy pacjenci nie będą już umierać bez czekania na dawcę, a ci, którzy otrzymają narząd wyhodowany z własnych komórek, nie będą musieli przez całe życie brać leków immunosupresyjnych, aby uniknąć odrzucenia.

Zdjęcie z archiwum Paolo Macchiariniego

W bioreaktorze struktura tchawicy zostaje „zarośnięta” komórkami macierzystymi pacjenta.

Tchawicę można wyhodować w ciągu 48 godzin, serce w ciągu 3-6 tygodni

F: Profesorze Macchiarini, dla przeciętnego człowieka to, co pan robi, brzmi fantastycznie. Na przykład, jak wyhodować narząd oddzielnie od ludzkiego ciała?

Jeśli myślisz, że cała tchawica rośnie w laboratorium, jest to głębokie błędne przekonanie. Tak naprawdę bierzemy ramę konkretnego narządu, wykonaną pod wymiar pacjenta z materiału nanokompozytowego. Następnie zaszczepiamy ramkę komórkami macierzystymi pacjenta pobranymi z jego własnego szpiku kostnego (komórki jednojądrzaste) i umieszczamy je w bioreaktorze. W nim komórki „zakorzeniają się” (dołączają) do ramy. Powstałą podstawę wszczepiamy w miejscu uszkodzonej tchawicy i to właśnie tam, w organizmie pacjenta, w ciągu kilku tygodni wykształca się niezbędny narząd.

F : Co to jest bioreaktor? A ile czasu zajmuje wyhodowanie narządu?

Bioreaktor to urządzenie, w którym tworzone są optymalne warunki do wzrostu i reprodukcji komórek. Zapewnia im odżywianie, oddychanie i usuwa produkty przemiany materii. W ciągu 48-72 godzin rama zostaje porośnięta tymi komórkami, a „wyrośnięta tchawica” jest gotowa do przeszczepienia pacjentowi. Ale wyhodowanie serca zajmie 3–6 tygodni.

F: W jaki sposób komórki szpiku kostnego po przeszczepie nagle „zamieniają się” w komórki tchawicy? Czy jest to tajemnicza „samoorganizacja komórek w złożone tkanki”?

Mechanizm leżący u podstaw „transformacji” nie jest jeszcze dokładnie poznany, ale istnieją podstawy, aby sądzić, że komórki szpiku kostnego same zmieniają swój fenotyp, stając się na przykład komórkami tchawicy. Transformacja ta następuje pod wpływem lokalnych i ogólnoustrojowych sygnałów z organizmu.

F: Czy zdarzały się przypadki, gdy narząd powstały z własnych komórek pacjenta był nadal odrzucany lub nie zapuszczał się dobrze?

Ponieważ wykorzystuje się własne komórki pacjenta, nigdy nie zaobserwowaliśmy żadnego odrzucenia narządu po przeszczepieniu. Odnotowaliśmy jednak rozwój responsywnych tkanek, które są bardziej powiązane z biomechaniką nowego narządu, ale nie komórki.

F : Jakie inne narządy będziesz hodować w laboratorium?

W dziedzinie inżynierii tkankowej pracujemy obecnie nad hodowlą przepon, przełyków, płuc i serc dla małych zwierząt i naczelnych innych niż ludzie.

F : Które narządy są najtrudniejsze w uprawie?

Najtrudniejszą rzeczą dla bioinżynierów jest hodowanie narządów 3D: serca, wątroby i nerek. A raczej można je hodować, ale trudno zmusić je do pełnienia swoich funkcji, do produkcji niezbędnych substancji, ponieważ te narządy mają najbardziej złożone funkcje. Jednak poczyniono już pewne postępy, więc oczekuje się, że prędzej czy później tego rodzaju przeszczep stanie się rzeczywistością.

F : Ale ostatnio komórki macierzyste kojarzono z promowaniem rozwoju raka...

Udowodniono już, że lokalne komórki macierzyste mogą przyspieszyć proces rozwoju nowotworu, ale co najważniejsze, nie powodują raka. Jeśli ta zależność zostanie potwierdzona w przypadku innych typów nowotworów, pomoże to naukowcom opracować leki lub czynniki wzrostu, które z kolei atakują lub blokują wzrost guza. Ostatecznie może to faktycznie otworzyć drzwi do nowych metod leczenia raka, które nie są jeszcze dostępne.

F : Czy manipulacja komórkami macierzystymi pacjenta w laboratorium przed przeszczepieniem wpływa na jakość tych komórek?

Coś takiego nigdy nie miało miejsca w naszej praktyce klinicznej.

F : Czytałem, że nawet rozwój mózgu jest częścią twoich planów. Czy jest to możliwe w przypadku wszystkich neuronów?

Korzystając z osiągnięć inżynierii tkankowej, staramy się opracować materię mózgową, która w przypadku jej utraty będzie mogła zostać wykorzystana do regeneracji neurogennej. rdzeń. Niestety nie da się wyhodować całego mózgu.

F: Jestem pewien, że wielu jest zainteresowanych kwestią finansową. Ile kosztuje na przykład wyhodowanie i wszczepienie tchawicy?

Zarówno dla mnie, jak i moich pacjentów ratowanie życia i możliwość powrotu do zdrowia są ważniejsze niż wszystkie pieniądze na Ziemi. Mamy jednak do czynienia z chirurgią eksperymentalną, a jest to droga metoda leczenia. Jednak nasz zespół zawsze stara się minimalizować koszty przeszczepiania dla pacjentów. Koszt różni się znacznie w zależności od kraju. W Krasnodarze dzięki dotacji operacja przeszczepienia tchawicy wynosi ok tylko 15 tysięcy dolarów. We Włoszech takie operacje kosztują 80 tysięcy dolarów, a pierwsze operacje w Sztokholmie kosztują około 400 tysięcy dolarów

F: Z narządami wewnętrznymi wszystko jasne. Czy można wyhodować kończyny? Czy można przeszczepić ręce i nogi?

Jeszcze nie, niestety. Ale tacy pacjenci otrzymali, oprócz protetyki, nową metodę skutecznej wymiany kończyn - za pomocą biodrukarki 3D.

Eliksir młodości jest w każdym z nas

Zdjęcie z archiwum Paolo Macchiariniego.

Ludzkie serce i płuco w bioreaktorze (w procesie „rośnięcia”).

F: W jednym z wywiadów powiedziałeś, że Twoim marzeniem jest na zawsze zapomnieć o hodowli i przeszczepianiu narządów, zastępując to zastrzykami komórek macierzystych pacjenta ze szpiku kostnego, aby zregenerować uszkodzone tkanki organizmu. Po ilu latach ta metoda stanie się dostępna?

Tak, to jest moje marzenie i każdego dnia ciężko pracujemy, aby kiedyś je spełnić. A tak na marginesie, nie jesteśmy aż tak daleko od celu!

F : Czy technologia komórek macierzystych może pomóc unieruchomionym osobom z urazami rdzenia kręgowego?

Odpowiedź na to pytanie jest bardzo trudna. Wiele zależy od pacjenta, stopnia uszkodzenia, wielkości dotkniętego obszaru, czasu... Jednakże osobiście uważam, że terapia komórkami macierzystymi ma w tym zakresie ogromny potencjał.

F: Okazuje się, że wynaleziono panaceum na wszystkie choroby i eliksir młodości: są to komórki macierzyste szpiku kostnego. Wcześniej czy później metoda regeneracji dowolnej tkanki za pomocą tych komórek stanie się dostępna i powszechna. Co dalej? Czy ludzie będą mieli możliwość wyhodowania nowych narządów, odmłodzenia starzejących się tkanek i wielokrotnego przedłużania życia? Czy istnieją granice ciała przy takich manipulacjach, czy możliwe jest osiągnięcie nieśmiertelności?

Nie sądzę, że możemy radykalnie zmienić piękne dzieła natury. Trudno udzielić bezpośredniej odpowiedzi na to pytanie, gdyż w nauce wciąż jest wiele niewiadomych. Ponadto będzie stanowić wyzwanie dla kwestii społecznych i etycznych. W przyszłości wszystko jest możliwe, ale w tej chwili naszym zadaniem jest ratowanie życia pacjentów, których jedyna szansa- medycyna regeneracyjna.

F: Jak duża jest obecnie międzynarodowa konkurencja w dziedzinie hodowli narządów? Które kraje przodują w tym obszarze?

Odpowiedź jest prosta: liderami będą te kraje, które już inwestują w medycynę regeneracyjną.

F: Czy sam planujesz na przykład za 20 lat zastosować nowe technologie do odmłodzenia swojego organizmu?

Najprawdopodobniej nie. Osobom poszukującym eliksiru młodości radzę odłożyć na bok wszelkie zdobycze medycyny i nauki. Najlepsza metoda odmłodzenie to miłość. Kochaj i bądź kochany!

WSTĘP

Hodowla narządów i jej alternatywy

Wiele chorób, w tym zagrażających życiu, wiąże się z zaburzeniami funkcjonowania określonego narządu (np. Niewydolność nerek, niewydolność serca, cukrzyca itp.). Nie we wszystkich przypadkach zaburzenia te można skorygować za pomocą tradycyjnych metod farmakologicznych lub chirurgicznych.

Istnieje wiele alternatywnych sposobów przywrócenia funkcji narządów pacjentom w przypadku poważnych uszkodzeń:

1) Stymulacja procesów regeneracyjnych w organizmie. Oprócz efektów farmakologicznych w praktyce stosuje się procedurę wprowadzania do organizmu.komórki macierzyste, które mają zdolność przekształcania się w pełnoprawne komórki funkcjonalne organizmu. Pozytywne rezultaty uzyskano już w większości w leczeniu komórkami macierzystymi różne choroby, obejmujące najczęstsze choroby społeczne, takie jak zawały serca, udary mózgu, choroby neurodegeneracyjne, cukrzyca i inne. Oczywiste jest jednak, że ta metoda leczenia ma zastosowanie jedynie w celu wyeliminowania stosunkowo niewielkich uszkodzeń narządów.

2) Uzupełnianie funkcji narządów za pomocą urządzeń pochodzenia niebiologicznego. Mogą to być duże urządzenia, do których pacjenci są podłączeni na określony czas (np. aparaty do hemodializy w przypadku niewydolności nerek). Istnieją również modele urządzeń przenośnych, czyli urządzeń wszczepianych wewnątrz ciała (istnieją możliwości zrobienia tego z pozostawieniem własnego narządu pacjenta, czasami jednak jest on usuwany, a urządzenie całkowicie przejmuje jego funkcje, jak w przypadku stosowania sztuczne serceAbioCor). W niektórych przypadkach takich urządzeń używa się w oczekiwaniu na dostępność wymaganego narządu dawcy. Jak dotąd analogi niebiologiczne są znacznie gorsze pod względem doskonałości od naturalnych narządów.

3) Wykorzystanie narządów dawcy. Narządy dawców, przeszczepiane od jednej osoby do drugiej, są już powszechnie i czasami z powodzeniem stosowane w praktyce klinicznej. Kierunek ten napotyka jednak szereg problemów, takich jak poważny niedobór narządów dawców, problem reakcji odrzucenia obcego narządu przez układ odpornościowy itp. Podejmowano już próby przeszczepiania ludziom narządów zwierzęcych (to nazywa się ksenotransplantacją), jednak jak dotąd sukcesy w stosowaniu tej metody są skromne i nie zostały one wdrożone w praktyce. Trwają jednak badania mające na celu poprawę efektywności ksenotransplantacji, m.in. poprzez modyfikację genetyczną.

4) Rosnące narządy. Narządy można hodować sztucznie zarówno w organizmie człowieka, jak i poza nim. W niektórych przypadkach możliwe jest wyhodowanie narządu z komórek osoby, której ma zostać przeszczepiony. Opracowano szereg metod hodowli narządów biologicznych, na przykład przy użyciu specjalnych urządzeń działających na zasadzie drukarki 3D. Rozważany kierunek zawiera propozycję możliwości samodzielnego rozwoju, polegającego na zastąpieniu uszkodzonego ciała ludzkiego zachowanym mózgiem rozwijający się organizm, klon - „rośliny” (z niepełnosprawną zdolnością myślenia).

Spośród czterech wymienionych możliwości rozwiązania problemu niewydolności narządów, ich hodowanie może być najbardziej naturalnym sposobem regeneracji organizmu po poważnych uszkodzeniach.

W tekście przedstawiono informacje na temat istniejącego postępu w hodowli narządów biologicznych.

OSIĄGNIĘCIA I PERSPEKTYWY ROZWOJU ORAZ INDYWIDUALNYCH OBOWIĄZKÓW

D L I N U D M E D I C I N S

Wzrost tkanki

Hodowla prostych tkanek to technologia, która już istnieje i jest stosowana w praktyce.

Skóra

Przywracanie uszkodzonych obszarów skóry jest już częścią praktyka kliniczna. W niektórych przypadkach stosuje się metody regeneracji skóry samej osoby, na przykład ofiary poparzenia, poprzez specjalne wpływy. Zostało to opracowane na przykład przez R.R. Materiał bioplastyczny Rakhmatullin Hyamatrix 1 lub biokol 2 , opracowany przez zespół kierowany przez B.K. Gawryliuk. Do zarośnięcia skóry w miejscu oparzenia stosuje się także specjalne hydrożele. 3 .

Opracowywane są także metody drukowania fragmentów tkanki skóry za pomocą specjalnych drukarek. Tworzeniem takich technologii zajmują się na przykład twórcy z amerykańskich ośrodków medycyny regeneracyjnej AFIRM 4 i WFIRM 5 .

Dr Jorg Gerlach i współpracownicy z Instytutu Medycyny Regeneracyjnej na Uniwersytecie w Pittsburghu wynaleźli urządzenie do przeszczepiania skóry, które pomoże ludziom szybciej leczyć oparzenia o różnym stopniu nasilenia. Skin Gun rozpyla roztwór zawierający własne komórki macierzyste ofiary na uszkodzoną skórę ofiary. W tej chwili nowa metoda leczenia jest na etapie eksperymentalnym, ale wyniki już są imponujące: poważne oparzenia goją się w ciągu zaledwie kilku dni. 6

Kości

Grupa badaczy z Uniwersytetu Columbia pod kierownictwem Gordany Vunjak-Novakovic uzyskała fragment kości podobny do części stawu skroniowo-żuchwowego z komórek macierzystych posianych na rusztowaniu. 7

Naukowcy z izraelskiej firmy Bonus Biogroup 8 (Założyciel i dyrektor generalny - Shai Meretzky,ShaiMeretzki) opracowują metody hodowli ludzkiej kości z tkanki tłuszczowej pacjenta uzyskanej w drodze liposukcji. Wyhodowana w ten sposób kość została już z powodzeniem przeszczepiona do łapy szczura.

Zęby

Włoscy naukowcy zUniwersytetzUdineudało się wykazać, że populację mezenchymalnych komórek macierzystych uzyskano z pojedynczej komórki tkanki tłuszczowejzaproszenienawet w przypadku braku określonej matrycy strukturalnej lub podpory można go rozróżnić na strukturę przypominającą zarodek zęba. 9

Na Uniwersytecie Tokijskim naukowcy wyhodowali pełnoprawne zęby z kościami zębowymi i włókna łączne i z powodzeniem przeszczepił je do szczęk zwierząt. 10

Chrząstka

Specjaliści z Centrum medyczne Centrum Medyczne Uniwersytetu Columbia pod kierownictwem Jeremy'ego Mao udało się przywrócić chrząstkę stawową królików.

Najpierw naukowcy usunęli zwierzęta tkanka chrzęstna staw barkowy, a także warstwa leżąca pod nim tkanka kostna. Następnie w miejsce usuniętych tkanek umieścił rusztowania kolagenowe.

U zwierząt, których rusztowanie zawierało transformujący czynnik wzrostu, białko kontrolujące różnicowanie i wzrost komórek, tkanka kostna i chrzęstna kości ramiennej została ponownie utworzona, a ruchomość w stawie została całkowicie przywrócona. 11

Grupie amerykańskich naukowców z Uniwersytetu Teksasu w Austin udało się poczynić postępy w tworzeniu tkanki chrzęstnej o właściwościach mechanicznych i zróżnicowanym w różnych obszarach składzie macierzy zewnątrzkomórkowej. 12

W 1997 roku chirurg Jay Vscanti z Szpital Generalny Massachusetts w Bostonie udało się wyhodować ludzkie ucho na grzbiecie myszy przy użyciu komórek chrząstki. 13

Lekarze z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa usunęli chore ucho i część kości czaszki 42-letniej kobiecie cierpiącej na nowotwór. Wykorzystując tkankę chrzęstną klatki piersiowej, skórę i naczynia krwionośne z innych części ciała pacjentki, wyhodowali jej sztuczne ucho na ramieniu, a następnie przeszczepili je we właściwe miejsce. 14

Statki

Naukowcy z grupy profesora Ying Zhenga wyhodowali w laboratorium pełnoprawne naczynia, ucząc się kontrolować ich wzrost i tworzyć z nich złożone struktury. Naczynia tworzą rozgałęzienia i normalnie reagują na substancje zwężające, transportując krew nawet przez ostre zakręty. 15

Naukowcy pod kierownictwem Jennifer West, profesor Uniwersytetu Rice i fizjolożki molekularnej z Baylor College of Medicine (BCM), Mary Dickinson, znaleźli sposób na hodowlę naczyń krwionośnych, w tym naczyń włosowatych, przy użyciu materiału podstawowego, czyli glikolu polietylenowego (PEG), nietoksycznego tworzywa sztucznego. Naukowcy zmodyfikowali PEG, aby naśladować macierz zewnątrzkomórkową organizmu.

Następnie połączyli go z dwoma typami komórek potrzebnych do tworzenia naczyń krwionośnych. Wykorzystując światło do przekształcenia pasm polimeru PEG w trójwymiarowy żel, stworzyli miękki hydrożel zawierający żywe komórki i czynniki wzrostu. W rezultacie naukowcy byli w stanie zaobserwować, jak komórki powoli tworzą naczynia włosowate w żelu.

Aby przetestować nowe sieci naczyń krwionośnych, naukowcy wszczepili hydrożele do rogówek myszy, gdzie nie ma naturalnego dopływu krwi. Wprowadzenie barwnika do krwi zwierząt potwierdziło istnienie prawidłowego przepływu krwi w nowo powstałych naczyniach włosowatych. 16

Szwedzcy lekarze z Uniwersytetu w Göteborgu pod kierownictwem profesor Suchitry Sumitran-Holgersson przeprowadzili pierwszą na świecie operację przeszczepienia żyły wyhodowanej z komórek macierzystych pacjenta. 17

Działka żyła biodrowa o długości około 9 centymetrów, pobrany od dawcy zmarłego, został oczyszczony z komórek dawcy. Komórki macierzyste dziewczynki umieszczono wewnątrz pozostałej ramki białkowej. Dwa tygodnie później wykonano operację przeszczepienia żyły, w której wrastały mięśnie gładkie i śródbłonek.

Od operacji minął ponad rok, we krwi pacjentki nie wykryto przeciwciał przeciwko przeszczepowi, a samopoczucie dziecka poprawiło się.

Mięśnie

Naukowcom z Worcester Polytechnic Institute (USA) udało się z powodzeniem zagoić dużą ranę mięśniową u myszy, hodując i wszczepiając mikronici wykonane z białkowej fibryny polimerowej, pokrytej warstwą ludzkich komórek mięśniowych. 18

Badania prowadzą izraelscy naukowcy z Technion-Israel Institute of Technology niezbędny stopień waskularyzacja i organizacja tkanki in vitro, pozwalająca na poprawę przeżycia i integrację unaczynionego implantu mięśniowego wykonanego metodą inżynierii tkankowej w organizmie biorcy. 19

Krew

Naukowcy z Uniwersytetu Pierre'a i Marii Curie w Paryżu, pod kierownictwem Luca Douaya, po raz pierwszy na świecie z sukcesem przetestowali na ochotnikach sztuczną krew wyhodowaną z komórek macierzystych.

Każdy z uczestników eksperymentu otrzymał 10 miliardów czerwonych krwinek, co odpowiada około dwóm mililitrom krwi. Poziom przeżycia powstałych komórek był porównywalny z poziomem konwencjonalnych czerwonych krwinek. 20

Szpik kostny

Sztuczny szpik kostny przeznaczony do produkcjiWin vitrokrwinek, został po raz pierwszy pomyślnie stworzony przez naukowców z Laboratorium Inżynierii Chemicznej Uniwersytetu Michigan (UniwersytetzMichigan) pod przewodnictwem Nikołaja Kotowa (MikołajKotow). Za jego pomocą możliwe jest już uzyskanie krwiotwórczych komórek macierzystych i limfocytów B – komórek układu odpornościowego wytwarzających przeciwciała. 21

Rosnące złożone narządy

Pęcherz moczowy.

Doktor Anthony Atala i jego koledzy z Amerykańskiego Uniwersytetu Wake Forest (Wake Forest University) hodują pęcherze z własnych komórek pacjentów i przeszczepiają je pacjentom. 22 Wybrali kilku pacjentów i pobrali biopsję pęcherza moczowego – próbki włókien mięśniowych i komórek nabłonka dróg moczowych. Komórki te namnażały się przez siedem do ośmiu tygodni na szalkach Petriego na podstawie w kształcie bąbelków. Następnie wyhodowane w ten sposób narządy wszywano w ciała pacjentów. Kilkuletnie obserwacje pacjentów wykazały, że narządy funkcjonują prawidłowo, bez negatywnych skutków charakterystycznych dla starszych metod leczenia. W rzeczywistości po raz pierwszy sztucznie wyhodowano dość złożony narząd, a nie proste tkanki, takie jak skóra i kościWin vitroi przeszczepiony do ludzkie ciało. Zespół ten opracowuje także metody hodowli innych tkanek i narządów.

Tchawica.

Hiszpańscy chirurdzy dokonali pierwszego na świecie przeszczepu tchawicy wyhodowanej z komórek macierzystych pacjentki, 30-letniej Claudii Castillo. Organ hodowano na Uniwersytecie w Bristolu przy użyciu rusztowania z włókien kolagenowych dawcy. Operację przeprowadził profesor Paolo Macchiarini ze Hospital Clínic de Barcelona. 23

Profesor Macchiarini aktywnie współpracuje z rosyjskimi badaczami, co umożliwiło wykonanie pierwszych w Rosji operacji przeszczepienia dorosłej tchawicy. 24

Nerki

W 2002 r. firma Advanced Cell Technology zgłosiła sukces w hodowli całej nerki z pojedynczej komórki pobranej z ucha krowy przy użyciu technologii klonowania w celu uzyskania komórek macierzystych. Za pomocą specjalnej substancji komórki macierzyste zamieniono w komórki nerek.

Tkankę hodowano na rusztowaniu wykonanym z samozniszczalnego materiału stworzonego w Harvard Medical School i mającym kształt zwykłej nerki.

Powstałe nerki o długości około 5 cm wszczepiano krowie w pobliżu głównych narządów. W rezultacie sztuczna nerka z powodzeniem zaczęła wytwarzać mocz. 25

Wątroba

Amerykańscy specjaliści z Massachusetts General Hospital pod kierownictwem Korkuta Uyguna z powodzeniem przeszczepili kilku szczurom wątroby wyhodowane w laboratorium z własnych komórek.

Naukowcy pobrali wątroby pięciu szczurów laboratoryjnych i oczyścili je z komórek gospodarzy, uzyskując w ten sposób rusztowania z tkanki łącznej dla narządów. Następnie badacze wstrzyknęli około 50 milionów komórek wątroby pobranych od szczurów-biorców do każdego z pięciu powstałych rusztowań. W ciągu dwóch tygodni na każdym z rusztowań zawierających komórki utworzyła się w pełni funkcjonująca wątroba. Następnie wyhodowane w laboratorium narządy pomyślnie przeszczepiono pięciu szczurom. 26

Serce

Naukowcy z brytyjskiego szpitala Haafield pod kierownictwem Megdi Yacoub po raz pierwszy w historii wyhodowali część serca, wykorzystując komórki macierzyste jako „materiał budowlany”. Lekarze wyhodowali tkankę, która działała dokładnie tak, jak zastawki serca odpowiedzialne za przepływ krwi u ludzi. 27

Naukowcy z Uniwersytetu w Rostocku (Niemcy) wykorzystali technologię drukowania komórkowego z transferem laserowym (LIFT) do wyprodukowania „plastra” przeznaczonego do regeneracji serca. 28

Płuca

Amerykańscy naukowcy z Uniwersytetu Yale, pod kierownictwem Laury Niklason, wyhodowali płuca w laboratorium (na macierzy zewnątrzkomórkowej dawcy).

Matrycę wypełniono komórkami nabłonka płuc i wewnętrzną wyściółką naczyń krwionośnych pobranych od innych osób. Dzięki hodowli w bioreaktorze badaczom udało się wyhodować nowe płuca, które następnie przeszczepiono kilku szczurom.

Narząd funkcjonował normalnie u różnych osób od 45 minut do dwóch godzin po przeszczepieniu. Jednak potem w naczyniach płucnych zaczęły tworzyć się skrzepy krwi. Ponadto badacze odnotowali wyciek niewielkiej ilości krwi do światła narządu. Jednak po raz pierwszy naukowcom udało się wykazać potencjał medycyny regeneracyjnej w zakresie przeszczepiania płuc. 29

Jelita

Grupa japońskich badaczy z Uniwersytetu Medycznego Nara (NaraMedycznyUniwersytet) pod przewodnictwem Yoshiyuki Nakajimy (YoshiyukiNakajima) udało się stworzyć fragment jelita myszy z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych.

Jego cechy funkcjonalne, budowa mięśni i komórek nerwowych odpowiadają normalnemu jelitu. Na przykład może skurczyć się podczas przenoszenia żywności. 30

Trzustka

Naukowcy z Instytutu Technion w Izraelu, pracujący pod kierunkiem profesor Shulamit Levenberg, opracowali metodę hodowli tkanki trzustki zawierającej komórki wydzielnicze otoczone trójwymiarową siecią naczyń krwionośnych.

Przeszczepienie takiej tkanki myszom z cukrzycą doprowadziło do znacznego obniżenia poziomu glukozy we krwi u zwierząt. 31

Grasica

Naukowcy z Centrum Zdrowia Uniwersytetu Connecticut(USA)opracowali metodę ukierunkowanego różnicowania in vitro mysich embrionalnych komórek macierzystych (ESC) do komórek progenitorowych nabłonka grasicy (PET), które in vivo różnicowały się do komórek grasicy i przywracały swoją normalną strukturę. 32

Prostata

Naukowcy Pru Cowin, profesor Gail Risbridger i dr Renya Taylor z Monash Institute of Medical Research w Melbourne jako pierwsi wyhodowali ludzką prostatę u myszy przy użyciu embrionalnych komórek macierzystych. 33

Jajnik

Zespół specjalistów pod przewodnictwem Sandry Carson (SandraCarsona) z Brown University udało się wyhodować pierwsze jaja w stworzonym w laboratorium narządzie: droga przeszła od etapu „młodego pęcherzyka Graafa” do pełnej dorosłości. 34

Penis, cewka moczowa

Naukowcom z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (Karolina Północna, USA), kierowanym przez Anthony'ego Atalę, udało się wyhodować i pomyślnie przeszczepić penisy królikom. Po operacji przywrócono funkcje penisów, króliki zapłodniły samice, które urodziły potomstwo. 35

Naukowcy z Wake Forest University w Winston-Salem w Północnej Karolinie osiągnęli wzrost cewka moczowa z własnych tkanek pacjentów. W eksperymencie pomogli pięciu nastolatkom przywrócić integralność uszkodzonych kanałów. 36

Oczy, rogówki, siatkówki

Biolodzy z Uniwersytetu Tokijskiego wszczepili embrionalne komórki macierzyste do oczodołu żaby, z którego usunięto gałkę oczną. Następnie oczodół został wypełniony specjalnym pożywka co zapewniało odżywianie komórek. Po kilku tygodniach z komórek embrionalnych wyrosła nowa gałka oczna. Co więcej, przywrócono nie tylko oko, ale także wzrok. Nowa gałka oczna połączyła się z nerw wzrokowy i odżywiające tętnice, całkowicie zastępując dotychczasowy narząd wzroku. 37

Naukowcom z Akademii Sahlgrenska w Szwecji po raz pierwszy udało się wyhodować ludzką rogówkę z komórek macierzystych. Pomoże to w przyszłości uniknąć długiego oczekiwania na rogówkę dawcy. 38

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, pracujący pod kierunkiem Hansa Kairsteda (HansKeirsteada), wyhodowali w laboratorium ośmiowarstwową siatkówkę z komórek macierzystych, która pomoże w opracowaniu siatkówek gotowych do przeszczepienia w celu leczenia chorób oślepiających, takich jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki i zwyrodnienie plamki żółtej. Obecnie testują możliwość przeszczepienia takiej siatkówki na modelach zwierzęcych. 39

Tkanka nerwowa

Naukowcy z RIKEN Center for Developmental Biology w Kobe w Japonii, kierowani przez Yoshiki Sasai, opracowali technikę hodowli przysadki mózgowej z komórek macierzystych,który z powodzeniem wszczepiono myszom.Naukowcy rozwiązali problem tworzenia dwóch rodzajów tkanek poprzez oddziaływanie na embrionalne komórki macierzyste myszy substancjami tworzącymi środowisko podobne do tego, w którym powstaje przysadka mózgowa rozwijający się zarodek i zapewnia obfity dopływ tlenu do komórek. W rezultacie komórki utworzyły trójwymiarową strukturę przypominającą wyglądem przysadkę mózgową, zawierającą kompleks komórek endokrynnych wydzielających hormony przysadki mózgowej. 40

Naukowcom z Laboratorium Technologii Komórkowych Państwowej Akademii Medycznej w Niżnym Nowogrodzie udało się wyhodować sieć neuronową, a właściwie fragment mózgu. 41

Wyhodowali sieć neuronową na specjalnych matrycach – podłożach wieloelektrodowych, które umożliwiają rejestrację aktywności elektrycznej tych neuronów na wszystkich etapach wzrostu.

WNIOSEK

Z powyższego przeglądu publikacji wynika, że ​​nastąpił już znaczny postęp w zastosowaniu hodowli narządów do leczenia człowieka, nie tylko najprostszych tkanek, takich jak skóra i kości, ale także dość skomplikowanych narządów, takich jak pęcherz czy tchawica. Technologie hodowli jeszcze bardziej złożonych narządów (serca, wątroby, oczu itp.) są wciąż testowane na zwierzętach. Narządy takie, oprócz zastosowania w transplantologii, mogą służyć np. do eksperymentów zastępujących niektóre eksperymenty na zwierzętach laboratoryjnych, czy na potrzeby sztuki (jak zrobił to wspomniany już J. Vacanti). Co roku pojawiają się nowe wyniki w dziedzinie hodowli narządów. Według prognoz naukowców opracowanie i wdrożenie technik hodowli złożonych narządów jest kwestią czasu i istnieje duże prawdopodobieństwo, że w ciągu najbliższych dziesięcioleci technika ta rozwinie się do tego stopnia, że ​​hodowla złożonych narządów stanie się szeroko stosowane w medycynie, wypierając obecnie najpowszechniejszą metodę przeszczepiania od dawców.

Źródła informacji.

1Bioinżynieryjny model materiału bioplastikowego „hyamatrix” Rakhmatullin R.R., Barysheva E.S., Rakhmatullina L.R. // Postępy współczesnych nauk przyrodniczych. 2010. nr 9. s. 245-246.

2System Biokol do regeneracji ran. Gavrilyuk B.K., Gavrilyuk V.B. // Technologie systemów żywych. 2011. nr 8. s. 79-82.

3 Sun, G., Zhang, X., Shen, Y., Sebastian, R., Dickinson, LE, Fox-Talbot, K. i in. Rusztowania hydrożelowe z dekstranu wzmacniają reakcje angiogenne i wspomagają pełną regenerację skóry podczas gojenia się ran oparzeniowych. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(52), 20976-20981.

7Grayson WL, Frohlich M, Yeager K, Bhumiratana S, Chan ME, Cannizzaro C, Wan LQ, Liu XS, Guo XE, Vunjak-Novakovic G: Inżynieria anatomicznie ukształtowanych przeszczepów kości ludzkiej. // Proc Natl Acad Sci USA 2010, 107:3299-3304.

9Ferro F i in. Różnicowanie in vitro komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej w trójwymiarowej strukturze pąków dentystycznych Am J Pathol. maj 2011;178(5):2299-310.

10Oshima M, Mizuno M, Imamura A, Ogawa M, Yasukawa M i in. (2011) Funkcjonalna regeneracja zęba przy użyciu bioinżynieryjnego modułu zęba jako terapii regeneracyjnej zastępującej dojrzały narząd. // PLoS ONE 6(7): e21531.

11Chang H Lee, James L Cook, Avital Mendelson, Eduardo K Moioli, Hai Yao, Jeremy J Mao Regeneracja powierzchni stawowej stawu maziowego królika poprzez zasiedlanie komórek: badanie potwierdzające koncepcję // The Lancet, tom 376, wydanie 9739 , strony 440–448, 7 sierpnia 2010 r

16Saik, Jennifer E. i Gould, Daniel J. i Watkins, Emily M. i Dickinson, Mary E. i West, Jennifer L., Kowalencyjnie immobilizowany płytkopochodny czynnik wzrostu-BB promuje antyogenezę w biomirnetycznych hydrożelach poli(glikolu etylenowego), ACTA BIOMATERIALIA, tom 7 nr. 1 (2011), s. 133-143

17Michael Olausson, Pradeep B Patil, Vijay Kumar Kuna, Priti Chougule, Nidia Hernandez, Ketaki Methe, Carola Kullberg-Lindh, Helena Borg, Hasse Ejnell, profesor Suchitra Sumitran-Holgersson. Przeszczep allogenicznej żyły bioinżynieryjnej przy użyciu autologicznych komórek macierzystych: badanie weryfikujące koncepcję. // The Lancet, tom 380, wydanie 9838, strony 230–237, 21 lipca 2012 r.

18Megan K. Proulx, Shawn P. Carey, Lisa M. DiTroia, Craig M. Jones, Michael Fakharzadeh, Jacques P. Guyette, Amanda L. Clement, Robert G. Orr, Marsha W. Rolle, George D. Pins, Glenn R. .Gaudita. Mikronitki fibrynowe wspomagają wzrost mezenchymalnych komórek macierzystych, zachowując jednocześnie potencjał różnicowania. // Journal of Biomedical Materials Research Part A, tom 96A, wydanie 2, strony 301–312, luty 2011

19Koffler J. i in. Poprawiona organizacja naczyń zwiększa funkcjonalną integrację zmodyfikowanych przeszczepów mięśni szkieletowych. Proc Natl Acad Sci U S A.2011 września 6;108(36):14789-94. EPUB 2011, 30 sierpnia.

20Giarratana i in. Dowód zasady transfuzji czerwonych krwinek wytworzonych in vitro. // Krew 2011, 118: 5071-5079;

21Joan E. Nichols, Joaquin Cortiella, Jungwoo Lee, Jean A. Niles, Meghan Cuddihy, Shaopeng Wang, Joseph Bielitzki, Andrea Cantu, Ron Mlcak, Esther Valdivia, Ryan Yancy, Matthew L. McClure, Nicholas A. Kotov. Analog in vitro ludzkiego szpiku kostnego z rusztowań 3D z biomimetyczną odwróconą geometrią kryształów koloidalnych. // Biomateriały, tom 30, wydanie 6, luty 2009, strony 1071-1079 Reengineering narządów poprzez opracowanie przeszczepialnego przeszczepu wątroby z recelularyzacją przy użyciu pozbawionej komórek macierzy wątroby. // Medycyna Natury 16, 814–820 (2010)

27Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego. Bioinżynieria problemu serca. Eds Magdi Yacoub i Robert Nerem.2007 tom 362(1484): 1251-1518.

28GaebelR i in. Tworzenie wzorów ludzkich komórek macierzystych i komórek śródbłonka za pomocą druku laserowego do regeneracji serca. Biomateriały. 10 września 2011 r.

29Thomas H. Petersen, Elizabeth A. Calle, Liping Zhao, Eun Jung Lee, Liqiong Gui, MichaSam B. Raredon, Kseniya Gavrilov, Tai Yi, Zhen W. Zhuang, Christopher Breuer, Erica Herzog, Laura E. Niklason. Płuca inżynierii tkankowej do implantacji in vivo. // Nauka 30 lipca 2010: Cz. 329 nie. 5991 s. 538-541

30Takatsugu Yamada, Hiromichi Kanehiro, Takeshi Ueda, Daisuke Hokuto, Fumikazu Koyama, Yoshiyuki Nakajima. Wytwarzanie funkcjonalnego jelita („iGut”) z pluripotencjalnych komórek macierzystych indukowanych przez myszy. // Druga Międzynarodowa Konferencja SBE na temat Inżynierii Komórek Macierzystych (2-5 maja 2010) w Bostonie (MA), USA.

31Keren Kaufman-Francis, Jacob Koffler, Noa Weinberg, Yuval Dor, Shulamit Levenberg. Zaprojektowane łóżka naczyniowe dostarczają kluczowych sygnałów komórkom wytwarzającym hormony trzustki. // PLoS ONE 7(7): e40741.

32Lai L i in. Prekursory komórek nabłonka grasicy pochodzące z embrionalnych komórek macierzystych myszy zwiększają rekonstytucję komórek T po allogenicznym przeszczepieniu szpiku kostnego.Blood.2011 26 lipca.

33Renea A Taylor, Prue A Cowin, Gerald R. Cunha, Martin Pera, Alan O Trounson, + i in. Tworzenie ludzkiej tkanki prostaty z embrionalnych komórek macierzystych. // Metody natury 3, 179-181

34Stephan P. Krotz, Jared C. Robins, Toni-Marie Ferruccio, Richard Moore, Margaret M. Steinhoff, Jeffrey R. Morgan i Sandra Carson. Dojrzewanie oocytów in vitro za pomocą prefabrykowanego, samoorganizującego się sztucznego ludzkiego jajnika. // JOURNAL OF WSPOMAGANEJ REPRODUKCJI I GENETYKI Tom 27, Numer 12 (2010), 743-750.

36Atlantida Raya-Rivera MD, Diego R Esquiliano MD, James J Yoo MD, prof Esther Lopez-Bayghen PhD, Shay Soker PhD, prof Anthony Atala MD Autologiczne cewki moczowe wykonane techniką inżynierii tkankowej dla pacjentów wymagających rekonstrukcji: badanie obserwacyjne // The Lancet, Tom. 377 Nie. 9772 s. 1175-1182

38Charles Hanson, Thorir Hardarson, Catharina Ellerström, Markus Nordberg, Gunilla Caisander, Mahendra Rao, Johan Hyllner, Ulf Stenevi, Transplantacja ludzkich embrionalnych komórek macierzystych na częściowo zranioną ludzką rogówkę in vitro // Acta Ophtalmologica, Acta Ophtalmologica w dniu 27 stycznia 2012 r., DOI: 10.1111/j.1755-3768.2011.02358.x

39Gabriel Nistor, Magdalene J. Seiler, Fengrong Yan, David Ferguson, Hans S. Keirstead. Trójwymiarowe konstrukty tkankowe wczesnego progenitora siatkówki 3D pochodzące z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych. // Journal of Neuroscience Methods, tom 190, wydanie 1, 30 czerwca 2010, strony 63–70

40Hidetaka Suga, Taisuke Kadoshima, Maki Minaguchi, Masatoshi Ohgushi, Mika Soen, Tokushige Nakano, Nozomu Takata, Takafumi Wataya, Keiko Muguruma, Hiroyuki Miyoshi, Shigenobu Yonemura, Yutaka Oiso i Yoshiki Sasai. Samoformowanie się funkcjonalnej gruczolaka przysadkowego w kulturze trójwymiarowej. // Natura 480, 57–62 (01 grudnia 2011)

41Mukhina I.V., Khaspekov L.G. Nowe technologie w neurobiologii eksperymentalnej: sieci neuronowe na matrycy wieloelektrodowej. Roczniki Neurologii Klinicznej i Eksperymentalnej. 2010. Nr 2. s. 44-51.

Jeszcze wczoraj wydawało się, że produkcja narządów zapasowych dla naszego kruchego organizmu jest ciekawą fantazją, która, kto wie, może w odległej przyszłości uda się zrealizować. A dziś rozmawiamy z człowiekiem, który sprawił, że hodowanie nowych narządów stało się rzeczywistością i wybawieniem dla pierwszych pacjentów. Nie mniej zaskakujące wydaje się to, że najbardziej innowacyjne operacje przeszczepiania narządów tworzone w laboratorium i najbardziej zaawansowane badania w dziedzinie medycyny regeneracyjnej przeprowadzane są nie tylko gdziekolwiek, ale właśnie tutaj, w Krasnodarze

Paolo Macchiarini często używa słowa „fantastyczny”, gdy chce coś pochwalić. Temperamentny, niczym bohater włoskiego filmu, z łatwością odchodzi od desperackich okrzyków w stylu „Wszyscy chcą mojej śmierci!” (chodzi o zazdrosnych kolegów) po dziki podziw dla perspektyw badań, które obiecują uratować nowe życie.

Paolo i ja jemy kolację w jednej z restauracji w Wiosce Olimpijskiej w Soczi – odbywa się tu konferencja „Genetyka starzenia się i długowieczności”, która zgromadziła największych ekspertów w dziedzinie przeciwdziałania starzeniu się z całego świata .

Pomimo wydarzeń na Ukrainie nikt nie odmówił udziału, a Macchiarini nie musiał nawet przekraczać granicy. Tak naprawdę jest naukowcem na skalę planetarną – niemal potencjalnym laureatem Nagrody Nobla.

Ale od kilku lat Macchiarini kieruje Centrum Medycyny Regeneracyjnej Uniwersytetu Medycznego Kuban. Udało im się zwabić profesora do Krasnodaru dzięki megadotacji od rządu rosyjskiego w wysokości 150 milionów rubli. Za te pieniądze powstał ośrodek.

Tutaj nie muszę gonić za darowiznami i mogę skupić się na ratowaniu pacjentów. Swoją drogą, zapisz to - apeluję do pana Putina: proszę o wydanie mi rosyjskiego paszportu, jak Depardieu! – śmieje się Macchiarini.

W zamian za nowe serce dla niego?

Polityka tu, na konferencji, jest postrzegana z dość nietypowej perspektywy.

Mamy pacjenta z Krymu, który od 2011 roku czeka na przeszczep tchawicy” – mówi Paolo. „Patrzyłem na niego kilka razy, ale nie mogłem operować: musiałby za to zapłacić, szpital nie może przyjąć cudzoziemca za darmo. Ale teraz Rosja zajęła... och, czyli zaanektowała Krym i będziemy mogli za darmo przeprowadzić na nim operację - bardzo się z tego cieszę! Będziemy działać na początku czerwca.

Jak rosną narządy

Opracowana przez Macchiariniego technologia produkcji tchawicy jest dumą i głównym osiągnięciem chirurgii regeneracyjnej, innowacyjnej gałęzi medycyny zajmującej się hodowlą narządów. W 2008 roku jako pierwszy na świecie przeprowadził operację przeszczepienia pacjentowi tchawicy wyhodowanej z własnych komórek macierzystych na rusztowaniu dawczym w bioreaktorze, a w 2009 roku wykonał kolejną wyjątkowe działanie: Tym razem narząd formowano wewnątrz ciała pacjenta bez użycia bioreaktora. Wreszcie w 2011 roku przeprowadził pierwszą operację przeszczepienia narządu ludzkiego wyhodowanego w całości w laboratorium na sztucznym podłożu, czyli bez użycia narządów dawcy.

Macchiarini po raz pierwszy przyjechał do Rosji w 2010 roku – na zaproszenie Fundacji Science for Life Extension poprowadził w Moskwie kurs mistrzowski z zakresu medycyny regeneracyjnej. Wkrótce przeprowadził pierwszą w Rosji operację przeszczepienia tchawicy dziewczynie, która po wypadku samochodowym z powodu problemów z oddychaniem nie mogła mówić ani nawet chodzić. Dziewczyna wyzdrowiała, Macchiarini zdobył megagrant i zaczął prowadzić swoją działalność w naszym kraju, cały czas dodając do niej coś nowego. Niedawno wraz ze sztuczną tchawicą przeszczepił pacjentowi część krtani.

Jak wyhodować narząd oddzielnie od samej osoby? - Nie mogę tego zrozumieć.

Generalnie jest to niemożliwe. Nie jest możliwe wyhodowanie całego narządu z komórek osoby dorosłej. Oprócz komórek potrzebujesz czegoś jeszcze - narząd dawcy lub sztuczna rama.

Na początku robiliśmy tak: pobieraliśmy narząd dawcy – osobę lub zwierzę (zwykle świnię) i uwalnialiśmy go z materiału genetycznego, czyli komórek. W tym celu narząd umieszczano w specjalnym płynie, który rozpuszczał tkankę mięśniową i inne komórki, tak że pozostał jedynie szkielet tkanki łącznej, czyli sieć włókien. Każdy narząd ma szkielet, który nadaje mu kształt, zwany macierzą pozakomórkową. Zręb narządu pobranego od świni, oczyszczony z komórek, nie jest odrzucany przez układ odpornościowy człowieka, ale nadal są z tym problemy: można przypadkowo wprowadzić wirusa, a to u wielu osób powoduje odrzucenie, np. muzułmanie. Dlatego najlepszą opcją było wykorzystanie ramki ludzkiego serca pobranej od zmarłego dawcy.

Ale w 2011 roku opanowaliśmy technologię, która w ogóle nie wymaga dawców - stworzenie syntetycznej ramy. Wykonywany jest na wymiar pacjenta; jest to rurka wykonana z elastycznego i plastycznego materiału nanokompozytowego. To prawdziwy przełom: syntetyczna oprawka uwalnia nas od dawców – a w przypadku dzieci np. najczęściej ich nie można znaleźć – usuwa wątpliwości bioetyczne i sprawia, że ​​operacja staje się znacznie bardziej dostępna.

Ale jak możemy zrobić z tej rurki żywy i działający organ?

W bioreaktorze!

Czy to jakiś rodzaj biodrukarki?

Nie” – śmieje się Macchiarini – „biodrukarka pozwala na produkcję prostych tkanek, na przykład naczyń krwionośnych, ale nie skomplikowanych narządów”. Bioreaktor to urządzenie, w którym tworzone są optymalne warunki do wzrostu i reprodukcji komórek. Zapewnia im odżywianie, oddychanie i usuwa produkty przemiany materii. W bioreaktorze zaszczepiamy ramkę komórkami jednojądrzastymi – komórkami pacjenta wyizolowanymi ze szpiku kostnego. Jest to rodzaj komórek macierzystych, które mogą przekształcić się w wyspecjalizowane komórki różnych narządów. Rusztowanie zarasta tymi komórkami w ciągu 48 godzin, dlatego zachęcamy, aby zamieniły się w komórki tchawicy. I narząd jest gotowy, można go przeszczepić pacjentowi. Organizm go nie odrzuca, bo wyrasta z własnych komórek pacjenta.

Mózg, serce i penis

Nie zamierzasz ograniczyć się do tchawicy, prawda?

Następny będzie przełyk i przepona. Teraz testujemy je na zwierzętach. A potem wyhodujemy pierwsze działające serce – najwyraźniej we współpracy z Texas Heart Institute.

W Kubaniu znajduje się szkółka małp do badań medycznych – jeśli wszystko się powiedzie, przetestujemy na nich pracę wyhodowanego w laboratorium serca. Ogólnie rzecz biorąc, wiele takich rzeczy jest tutaj znacznie łatwiejszych do zrobienia niż w Europie czy USA. Zatem za kilka lat ta technologia dotrze do kliniki. Jeść dobre szanse co jest pierwsze ludzkie serce będzie uprawiana w Rosji.

Jakie narządy są najczęściej potrzebne?

Ludzie często przychodzą do mnie z dziwnymi prośbami. Wydaje mi się, że pewnego dnia prezes Światowego Towarzystwa Homoseksualistów poprosił o zrobienie mu penisa.

Drugi penis to ciekawy pomysł!

Nie, jedyny, z jakiegoś powodu go tam nie było. Ale nie mogłam mu pomóc; nie rozumiem nic na temat penisów. I poprosili o zrobienie łona. Przecież ludzie nie tylko chcą przedłużyć swoje życie i są nieszczęśliwi nie tylko z powodu chorób - nękają ich wszelkiego rodzaju szalone pragnienia.

Ale nie robimy tych wszystkich wymyślnych rzeczy. Tak naprawdę próbowaliśmy wyhodować jądra, ponieważ wiele dzieci cierpi na raka jąder lub wady wrodzone. Niestety, komórek macierzystych nie można przekształcić w komórki jąder, w związku z czym byliśmy zmuszeni przerwać te badania.

Generalnie oczywiście staramy się pracować nad tym, czego nasi pacjenci potrzebują najbardziej. Elena Gubareva realizuje obecnie bardzo ważny projekt dotyczący uprawy przepony. Jeśli to zadziała, uratuje tysiące dzieci, które rodzą się bez przepony i umierają z tego powodu.

Które narządy będą najtrudniejsze w uprawie?

Serce, wątroba, nerki. Oznacza to, że nie jest trudno je hodować - dziś całkiem możliwe jest tworzenie dowolnych narządów i tkanek. Ale bardzo trudno jest sprawić, aby funkcjonowały normalnie i wytwarzały substancje niezbędne dla organizmu. Wyhodowane w laboratorium, przestają działać już po kilku godzinach. Problem w tym, że nie rozumiemy, w jaki sposób działają one wystarczająco dobrze.

Ale może nie będziemy musieli ich hodować – moim marzeniem jest wykorzystanie komórek macierzystych do przywrócenia funkcjonalności tych narządów. Możliwe jest pobudzenie procesów regeneracyjnych w samym organizmie. To fantastycznie atrakcyjne i tanie rozwiązanie: każdy, nawet w najbiedniejszym kraju, może mieć własne komórki macierzyste, bez konieczności przeszczepiania narządów!

Czy hodowanie narządu ludzkiego zajmuje dużo czasu?

Zależy od jego złożoności. Wyhodujemy tchawicę w ciągu 3-4 dni; serce zajmie 3 tygodnie.

Czy można wyhodować mózg?

Tak, marzę o złapaniu niektórych polityków i zastąpieniu im mózgów. I jajka też. Ale poważnie, rozwój mózgu jest częścią moich planów.

Ale najważniejsze w mózgu są niezliczone połączenia między neuronami. Jak można je odtworzyć?

Wszyscy zwykle nadmiernie komplikują ten problem; wszystko jest znacznie prostsze. Nie mówimy oczywiście o wymianie całego mózgu. Powiedzmy, że cię zastrzeliłem. Zostałeś postrzelony w głowę, straciłeś część mózgu, ale przeżyłeś. A co jeśli zastąpimy tę niefunkcjonującą część substratem, którego funkcją jest spowodowanie wzrostu neuronów poprzez przyciągnięcie ich z innych części mózgu? Następnie uszkodzona część z czasem zregeneruje się, stopniowo angażując się w aktywność mózgu i nabywając połączenia. To może całkowicie zmienić życie tysięcy pacjentów!

Marzenia i rozczarowania

Jak Twoi współpracownicy sądzą o Twoim sukcesie?

„Och, to skomplikowany temat” – mówi ze smutkiem Macchiarini. - Kiedy po raz pierwszy w historii robisz coś zupełnie nowego, zawsze spotykasz się z reprymendą. I minie dużo czasu, zanim ludzie zaakceptują to, co robisz! Wciąż spotykam się z krytyką, i to surową, bo robię szalone, niespotykane dotąd rzeczy. Ludzie potrafią być bardzo zazdrośni o sukcesy swoich kolegów: często mnie atakowali, starali się jak najbardziej utrudnić mi pracę, czasem w bardzo brudny sposób.

Co jest najtrudniejsze w Twojej pracy i życiu?

W moim życiu? Tak, nie mam prywatności. Wszystko jest takie zaniedbane! Najtrudniejsza jest nie nauka, ale te ataki kolegów, ich zazdrość. Gdyby tylko robili to z szacunkiem! Nie, całkowity brak szacunku, nie relacje międzyludzkie, tylko konkurencja. Opublikowałem dziesiątki artykułów w wiodących czasopismach naukowych, a mimo to wciąż słyszę, że nie mam dowodów na skuteczność naszych metod. Są gotowi krytykować wszystko na świecie, nawet to, jak idę do toalety.

Mam tyle problemów z powodu tej zazdrości, że cały czas wywierają na mnie piekielną presję. Być może jest to cena, jaką musi zapłacić każdy pionier. Ale uratujemy życie - to jest tak cudowne, że warte wszelkich ataków... Czekaj, chcę tiramisu! Tiramisu! Tiramisu! I Americano, proszę.

Jakie są Twoje marzenia?

Na poziomie osobistym? Wsiądź do łodzi i odpłyń z dala od wszystkich. I żadnych więcej kontaktów z tym światem. Tylko ja i mój pies - to mi wystarczy. A zawodowo marzę o ratowaniu ludzi bez przeszczepiania narządów – poprzez terapię komórkową. Wow! To byłoby fantastyczne, po prostu fantastyczne!

Kiedy technologia hodowli narządów stanie się powszechnie dostępna w krajach rozwiniętych?

Technologia uprawy tchawicy została już opracowana niemal do perfekcji. Jeśli będziemy kontynuować badania kliniczne w Krasnodarze, za dwa lata będzie wystarczająco dużo dowodów na to, że ta metoda jest bezpieczna i skuteczna, i zacznie być stosowana w innych miejscach. Zależy to przede wszystkim od liczby pacjentów i wielu innych czynników. I będę pracować nad przełykiem, przeponą, sercem... Myślę, że postęp będzie szybki, zwłaszcza w Rosji. Bądź cierpliwy i czekaj – wszystko zobaczysz na własne oczy.

Zastanawiam się, czy możliwe będzie wyhodowanie nowego ciała dla mojego mózgu?

Dlaczego jest to nadal konieczne?

Oczywiście, żeby przedłużyć życie i młodość.

Nie rozumiem, dlaczego znowu tego potrzebujesz młode ciało podbić tysiące dziewcząt? Nudno jest żyć zbyt długo.

Jakoś jeszcze mi się to nie znudziło, wręcz przeciwnie.

Cóż, nie wiem. Mam już dość tego życia! Wy, Rosjanie, zawsze zachęcacie wszystkich do walki ze starzeniem się. Jesteście filozofami i marzycielami; problemy czysto filozoficzne wydają wam się niezwykle ważne.

Cóż w tym filozoficznego, co może być bardziej naturalnego niż miłość do życia?

Chcesz walczyć z naturą, ale myślę, że nasze ciała są już idealne. Spójrz na siebie. Nie, lepiej nie na sobie, ale na dziewczynach - natura stworzyła je idealne, kim jestem, żeby z nią walczyć?

Już walczysz, masz operacje.

Wow, jaką niezwykłą rozmowę rozpoczęliśmy. Takie rzeczy dzieją się tylko w Rosji...

Kłóciliśmy się długo - aż wyrzucono nas z zamykającej się restauracji.

Kogo jeszcze udało się zwabić do Rosji megagrantami?

Celem programu megagrantów jest przyciągnięcie czołowych naukowców świata na rosyjskie uniwersytety. Odbyły się już cztery takie konkursy. Pierwsza odbyła się w 2010 r., ostatnia w 2014 r. W rezultacie 163 rosyjskich i zagranicznych naukowców otrzymało megagranty. Wśród nich jest wiele gwiazd, jest nawet kilku laureatów Nagrody Nobla. „RR” przedstawia niektóre z nich

Sydneya Altmana

Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii z 1989 r., profesor Yale, będzie opracowywał leki przeciwbakteryjne i przeciwwirusowe w Instytucie Biologii Chemicznej i Medycyny Podstawowej Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk w Nowosybirsku.

Jorn Tiede

Znany niemiecki specjalista w dziedzinie geologii morza i wierceń głębinowych, kierował laboratorium „Paleogeografia i geomorfologia krajów polarnych i oceanu światowego” na Wydziale Geografii i Geoekologii Uniwersytetu Państwowego w Petersburgu, które bada zmiany klimatyczne w Arktyce i potwierdza prawo Rosji do szelfu arktycznego.

Ronalda Ingleharta

Politolog i socjolog ze Stanów Zjednoczonych, profesor na Uniwersytecie Michigan, porównuje wytyczne dotyczące wartości w różne kraje; w Rosji pracuje w Wyższej Szkole Ekonomicznej.

Shimomury Osamu

Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii z 2008 roku, twórca świecących na zielono króliczków i prosiąt, prowadzi badania nad bioluminescencją na Syberyjskim Uniwersytecie Federalnym w Krasnojarsku.

Antonio Luque Lopeza

Fizyk, wynalazca i milioner, profesor Uniwersytetu Madryckiego, opracowuje nowe typy paneli słonecznych w Instytucie Fizyki i Technologii w Petersburgu.

Mario Biagioli

Profesor na Wydziale Studiów Naukowo-Technologicznych Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, kieruje badaniami z zakresu socjologii przedsiębiorczości naukowo-technologicznej na Uniwersytecie Europejskim w St. Petersburgu.

Paweł Pevzner

Dyrektor programu bioinformatyki i biologii systemów na Uniwersytecie Kalifornijskim (San Diego), dyrektor Narodowego Centrum Obliczeniowej Spektrometrii Mas, tworzy unikalne dla Rosji laboratorium biologii algorytmicznej, w którym naukowcy będą czytać genomy.