גידול איברים. גידול איברים מלאכותיים

רק אתמול נראה היה שייצור איברים רזרביים לגופנו השברירי הוא פנטזיה מעניינת, שמי יודע אולי תתממש בעתיד הרחוק. והיום אנחנו מדברים עם האיש שהפך את גידול האיברים החדשים למציאות וישועה עבור החולים הראשונים. נראה לא פחות מפתיע שהפעולות החדשניות ביותר בהשתלת איברים שנוצרו במעבדה והמחקר המתקדם ביותר בתחום הרפואה הרגנרטיבית מתבצעות לא סתם, אלא כאן בקרסנודר.

פאולו מקיאריני אומר לעתים קרובות את המילה "פנטסטי" כשהוא רוצה לשבח משהו. טמפרמנטלי, כמו הגיבור של סרט איטלקי, הוא זז בקלות מקריאות נואשות כמו "כולם רוצים אותי מת!" (זה על עמיתים מקנאים) להערצה פרועה מהסיכויים של מחקר שמבטיח להציל חיים חדשים.

פאולו ואני סועדים ארוחת ערב באחת המסעדות בכפר האולימפי בסוצ'י - כאן מתקיים הכנס "גנטיקה של הזדקנות ואריכות ימים", אשר ריכז את המומחים הגדולים ביותר בתחום האנטי אייג'ינג מכל העולם .

למרות האירועים האוקראינים, איש לא סירב להשתתף, ובאשר למקיאריני, הוא אפילו לא היה צריך לחצות את הגבול. למעשה, הוא מדען בקנה מידה פלנטרי - כמעט זוכה פרס נובל פוטנציאלי.

אבל מזה כמה שנים מקיאריני עומד בראש מרכז קובנסקי לרפואה רגנרטיבית האוניברסיטה הרפואית. הם הצליחו לפתות את הפרופסור לקרסנודר בעזרת מגה-מענק מממשלת רוסיה בסך 150 מיליון רובל. המרכז נוצר עם הכסף הזה.

כאן אני לא צריך לרדוף אחרי תרומות ואני יכול להתמקד בהצלת חולים. אגב, רשום את זה - אני פונה למר פוטין: אני מבקש ממך לתת לי דרכון רוסי, כמו דפרדייה! - מקיאריני צוחק.

תמורת לב חדש עבורו?

הפוליטיקה כאן בכנס נתפסת מזווית די חריגה.

יש לנו חולה מקרים שמחכה להשתלת קנה הנשימה מאז 2011", אומר פאולו. "הסתכלתי עליו כמה פעמים, אבל לא יכולתי לנתח: הוא יצטרך לשלם על זה, בית החולים לא יכול לקבל אזרח זר בחינם. אבל עכשיו רוסיה כבשה... אה, כלומר, סיפחה את קרים, ונוכל לבצע בו ניתוח בחינם - אני מאוד שמח על זה! נפעל בתחילת יוני.

איך מגדלים איברים

טכנולוגיית ייצור קנה הנשימה שפותחה על ידי Macchiarini היא הגאווה וההישג העיקרי של ניתוחים רגנרטיביים, ענף חדשני ברפואה המגדל איברים. בשנת 2008 הוא היה הראשון בעולם שביצע ניתוח להשתלת קנה הנשימה שגדל מתאי הגזע שלה על מסגרת תורמת בביוריאקטור למטופלת, ובשנת 2009 ביצע ניתוח ייחודי נוסף: הפעם נוצר האיבר. בתוך גופו של המטופל ללא שימוש בביוריאקטור. לבסוף, ב-2011, הוא ביצע את פעולת ההשתלה הראשונה של איבר אנושי שגדל כולו במעבדה על מסגרת מלאכותית, כלומר ללא שימוש באיברים תורמים.

מקיאריני הגיע לרוסיה לראשונה ב-2010 - בהזמנת הקרן למדע להארכת חיים, הוא העביר במוסקבה כיתת אמן בנושא רפואה רגנרטיבית. עד מהרה ביצע את ניתוח השתלת קנה הנשימה הראשון ברוסיה בנערה שלאחר תאונת דרכים לא יכלה לדבר או אפילו ללכת בגלל בעיות נשימה. הילדה התאוששה, מקיאריני זכה במגה-מענק והחל לנהל את פעולותיו בארצנו, כל הזמן הוסיף להן משהו חדש. אז, לאחרונה הוא, יחד עם קנה הנשימה המלאכותי, השתיל חלק מהגרון למטופל.

איך אפשר לגדל איבר בנפרד מהאדם עצמו? - אני לא יכול להבין את זה.

באופן כללי, זה בלתי אפשרי. לא ניתן לגדל איבר שלם מתאי מבוגר. בנוסף לתאים יש צורך במשהו אחר - איבר תורם או פיגום מלאכותי.

בהתחלה עשינו את זה: לקחנו איבר תורם - אדם או חיה (בדרך כלל חזיר) ושחררנו אותו מחומר גנטי, כלומר מתאי. לשם כך, האיבר הונח בנוזל מיוחד הממיס רקמת שריר ותאים אחרים, כך שרק מסגרת של רקמת חיבור, רשת סיבים. לכל איבר יש מסגרת שנותנת לו את צורתו, הנקראת המטריצה ​​החוץ-תאית. המסגרת של איבר שנלקח מחזיר, מנוקה מתאי, אינה נדחתה מערכת החיסוןאנושי, אבל עדיין יש בעיות: אתה יכול להכניס בטעות וירוס, ובכן, וזה גורם לדחייה אצל אנשים רבים, למשל, מוסלמים. אז האפשרות הטובה ביותר הייתה להשתמש במסגרת לב אנושי שנלקח מתורם שנפטר.

אבל ב-2011 שלטנו בטכנולוגיה שאינה דורשת תורמים כלל - יצירת מסגרת סינתטית. הוא עשוי על פי גודל המטופל; זהו צינור עשוי מחומר ננו מרוכב אלסטי ופלסטיק. מדובר בפריצת דרך של ממש: מסגרת סינתטית משחררת אותנו מתורמים - ועבור ילדים, למשל, לרוב לא ניתן למצוא אותם - מסירה שאלות של ביואתיקה והופכת את הפעולה לנגישה הרבה יותר.

אבל איך נוכל להתפרנס ועובד מהצינור הזה?

בביוריאקטור!

האם זה סוג של ביו-מדפסת?

לא", צוחק מקיאריני, "מדפסת ביו מאפשרת לייצר רקמות פשוטות, כלי דם, למשל, אבל לא איברים מורכבים". ביוריאקטור הוא מכשיר שבו תנאים אופטימלייםלצמיחת תאים ורבייה. הוא מספק להם תזונה, נשימה ומסיר חומרי פסולת. בביוריאקטור אנו זורעים תאים חד-גרעיניים על גבי המסגרת - תאי חולה מבודדים מ מח עצם. זהו סוג של תא גזע שיכול להפוך לתאים מיוחדים. איברים שונים. הפיגום מגודל בתאים אלו תוך 48 שעות, ואנו מעודדים אותם להפוך לתאי קנה הנשימה. והאיבר מוכן, ניתן להשתיל אותו לחולה. הגוף אינו דוחה אותו, כי הוא גדל מתאי המטופל עצמו.

המוח, הלב והפין

אתה לא מתכוון להגביל את עצמך לקנה הנשימה, נכון?

לאחר מכן יהיו הוושט והסרעפת. כעת אנו בודקים אותם על בעלי חיים. ואז נצמיח את הלב העובד הראשון - ככל הנראה בשיתוף פעולה עם מכון הלב של טקסס.

בקובאן יש משתלה של קופים למחקר רפואי - אם הכל יסתדר, נבדוק עליהם את עבודתו של לב שגדל במעבדה. באופן כללי, הרבה דברים כאלה הרבה יותר קל לעשות כאן מאשר באירופה או ארה"ב. אז בעוד כמה שנים הטכנולוגיה הזו תגיע למרפאה. יש סיכוי טוב שהלב האנושי הראשון יגדל ברוסיה.

אילו איברים נדרשים לרוב?

אנשים מגיעים אליי לעתים קרובות עם בקשות מוזרות. יום אחד הנשיא, אני חושב, של האגודה העולמית של הומוסקסואלים ביקש לעשות לו איבר מין.

פין שני הוא רעיון מעניין!

לא, היחיד, משום מה הוא לא היה שם. אבל לא יכולתי לעזור לו; אני לא מבין כלום בפין. והם ביקשו לעשות רחם. אחרי הכל, אנשים לא רק רוצים להאריך את חייהם, והם אומללים לא רק בגלל מחלות - הם רדופים על ידי כל מיני רצונות מטורפים.

אבל אנחנו לא עושים את כל הדברים המפוארים האלה. מה שבאמת ניסינו לעשות זה לגדל אשכים, כי כל כך הרבה ילדים חולים בסרטן האשכים או מומים מולדים. אבל, למרבה הצער, לא ניתן להפוך תאי גזע לתאי אשכים, ונאלצנו להפסיק את המחקרים הללו.

באופן כללי, כמובן, אנחנו מנסים לעבוד על מה שהמטופלים שלנו הכי צריכים. אלנה גוברבה עושה כעת פרויקט חשוב מאוד בנושא גידול דיאפרגמה. אם זה יעבוד, זה יציל אלפי ילדים שנולדים ללא דיאפרגמה ומתים בגלל זה.

אילו איברים יהיו הקשים ביותר לגידול?

לב, כבד, כליות. כלומר, זה לא קשה לגדל אותם - היום זה בהחלט אפשרי ליצור כל איברים ורקמות. אבל לגרום להם לתפקד כרגיל, לייצר הכרחי לגוףחומרים מורכבים מאוד. גדלו במעבדה, הם מפסיקים לעבוד לאחר מספר שעות בלבד. הבעיה היא שאנחנו לא מבינים איך הם עובדים מספיק טוב.

אבל אולי לא נצטרך לגדל אותם - החלום שלי הוא להשתמש בתאי גזע כדי לשחזר את הפונקציונליות של האיברים האלה. אפשר לעורר תהליכי התחדשות בגוף עצמו. זהו פתרון אטרקטיבי וזול להפליא: כל אחד, אפילו במדינה הענייה ביותר, יכול לקבל תאי גזע משלו, ואין צורך בהשתלת איברים!

לוקח הרבה זמן לגדול איבר אנושי?

תלוי במורכבות שלו. אנו מגדלים קנה הנשימה תוך 3-4 ימים; לב ייקח 3 שבועות.

האם אפשר לגדל מוח?

כן, אני חולם לתפוס כמה פוליטיקאים ולהחליף את המוח שלהם. וגם ביצים. אבל ברצינות, גידול מוח הוא חלק מהתוכניות שלי.

אבל הדבר העיקרי במוח הוא אינספור הקשרים בין נוירונים, איך אפשר ליצור אותם מחדש?

כולם בדרך כלל מסבכים את הבעיה הזו יותר מדי; הכל הרבה יותר פשוט. אנחנו לא מדברים על החלפת המוח כולו, כמובן. בוא נגיד שיריתי בך. ירו לך בראש, איבדת חלק מהמוח שלך, אבל שרדת. מה אם נחליף את החלק הלא מתפקד הזה במצע שתפקידו לגרום לצמיחת נוירונים על ידי משיכתם מחלקים אחרים של המוח? ואז החלק הפגוע יתאושש עם הזמן, יתערב בהדרגה בפעילות המוח וירכוש קשרים. זה יכול לשנות לחלוטין את חייהם של אלפי חולים!

חלומות ואכזבות

איך הקולגות שלך מרגישים לגבי הצלחתך?

"הו, זה נושא מסובך," אומר מקיאריני בעצב. - כשאתה עושה משהו חדש לגמרי, בפעם הראשונה בהיסטוריה, תמיד נוזפים בך. וזה ייקח כל כך הרבה זמן עד שאנשים יקבלו את מה שאתה עושה! אני עדיין מקבל ביקורת, ובחומרה, כי אני עושה דברים מטורפים וחסרי תקדים. אנשים יכולים לקנא מאוד בהצלחת הקולגות שלהם: הם תקפו אותי הרבה, הם ניסו להקשות ככל האפשר על העבודה שלי, לפעמים בדרכים מאוד מלוכלכות.

מה הדבר הכי קשה בעבודה ובחיים שלך?

בחיים שלי? כן, אין לי פרטיות. הכל כל כך מוזנח! הדבר הקשה ביותר הוא לא המדע, אלא ההתקפות הללו מצד עמיתים, הקנאה שלהם. אם רק היו עושים את זה בכבוד! לא, חוסר כבוד מוחלט, לא יַחֲסֵי אֱנוֹשׁ, רק תחרות. פרסמתי עשרות מאמרים בכתבי עת מדעיים מובילים, אבל עדיין נאמר לי שאין לי הוכחות לכך שהשיטות שלנו עובדות. הם מוכנים לבקר כל דבר שבעולם, אפילו איך אני הולך לשירותים.

יש לי כל כך הרבה בעיות בגלל הקנאה הזו, הם הפעילו עלי לחץ גיהנום כל הזמן. אולי זה המחיר שכל חלוץ חייב לשלם. אבל אנחנו נציל חיים - זה כל כך נפלא, זה שווה כל התקפות... רגע, אני רוצה טירמיסו! טירמיסו! טירמיסו! ואמריקנו, בבקשה.

על מה אתה חולם?

ברמה האישית? היכנס לסירה והפליג הרחק מכולם. ואין יותר מגעים עם העולם הזה. רק אני והכלב שלי - זה מספיק לי. ומבחינה מקצועית, אני חולם להציל אנשים ללא השתלת איברים – באמצעות טיפול תאי. וואו! זה יהיה פנטסטי, פשוט פנטסטי!

מתי תהפוך טכנולוגיית גידול האיברים לזמינה במדינות מפותחות?

הטכנולוגיה לגידול קנה הנשימה כבר פותחה כמעט לשלמות. אם נמשיך בניסויים קליניים בקרסנודר, בעוד שנתיים יהיו מספיק הוכחות לכך ששיטה זו בטוחה ויעילה, ותתחיל להשתמש בה במקומות אחרים. זה תלוי במספר החולים, קודם כל, ובהרבה דברים אחרים. ואני אעבוד על הוושט, הסרעפת, הלב... אני חושב שההתקדמות תהיה מהירה, במיוחד ברוסיה. היו סבלניים וחכו - אתם תראו הכל בעצמכם.

אני תוהה אם אפשר יהיה לגדל גוף חדש למוח שלי?

למה זה עדיין נחוץ?

להארכת חיים ונעורים, כמובן.

אני לא מבין למה אתה צריך שוב גוף צעיר כדי לכבוש אלפי בנות? משעמם לחיות יותר מדי זמן.

איכשהו אני לא משתעמם עדיין, להפך.

ובכן אני לא יודע. כבר נמאס לי מהחיים האלה! אתם הרוסים תמיד מעודדים את כולם להילחם בהזדקנות. אתם פילוסופים וחולמים; בעיות פילוסופיות גרידא נראות חשובות לכם מאוד.

מה פילוסופי בזה, מה יכול להיות טבעי יותר מאהבת חיים?

אתה רוצה להילחם בטבע, אבל אני חושב שהגוף שלנו כבר מושלם. תסתכל על עצמך. לא, עדיף לא על עצמך, אלא על הבנות - הטבע יצר אותן מושלם, מי אני שאלחם איתה?

אתה כבר נאבק, עובר ניתוחים.

וואו, איזו שיחה יוצאת דופן התחלנו. דברים כאלה קורים רק ברוסיה...

התווכחנו הרבה זמן - עד שהעיפו אותנו מהמסעדה שנסגרת.

מי עוד פיתה לרוסיה בעזרת מגאנטים?

מטרת תכנית המגאנט היא למשוך את המדענים המובילים בעולם לאוניברסיטאות ברוסיה. ארבע תחרויות כאלה כבר התקיימו. הראשון התרחש ב-2010, האחרון ב-2014. כתוצאה מכך, 163 מדענים רוסים וזרים קיבלו מענקים. ביניהם סלבריטאים רבים, יש אפילו כמה חתני פרס נובל. "RR" מציג כמה מהם

סידני אלטמן

זוכה פרס נובל לכימיה לשנת 1989, פרופסור ייל, יפתח תרופות אנטיבקטריאליות ואנטי-ויראליות במכון לביולוגיה כימית ורפואה יסודית של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים בנובוסיבירסק.

ג'ורן טיידה

מומחה גרמני ידוע בתחום הגיאולוגיה הימית וקידוחי ים עמוקים, עמד בראש המעבדה "פליאוגוגרפיה וגיאומורפולוגיה של מדינות הקוטב והאוקיינוס ​​העולמי" בפקולטה לגיאוגרפיה וגיאואולוגיה של אוניברסיטת סנט פטרבורג, אשר חוקר את שינויי האקלים באזור הארקטי ומבסס את זכותה של רוסיה על המדף הארקטי.

רונלד אינגלהרט

מדען פוליטי וסוציולוג מארצות הברית, פרופסור באוניברסיטת מישיגן, משווה קווים מנחים ערכיים ב מדינות שונות; ברוסיה הוא עובד בבית הספר הגבוה לכלכלה.

שימומורה אוסמו

זוכה פרס נובל לכימיה לשנת 2008, יוצר ארנבות וחזרזירים זוהרים ירוקים, חוקר ביולוגיות באוניברסיטה הפדרלית של קרסנויארסק.

אנטוניו לוקה לופז

פיזיקאי, ממציא ומיליונר, פרופסור באוניברסיטת מדריד, מפתח סוגים חדשים של פאנלים סולאריים במכון הפיזיקה והטכנולוגיה של סנט פטרבורג.

מריו ביאג'ולי

פרופסור במחלקה ללימודי מדע וטכנולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, דייויס, הוא מנהל מחקר בסוציולוגיה של מדע ויזמות טכנולוגית באוניברסיטה האירופית בסנט פטרסבורג.

פאבל פבזנר

מנהל התוכנית לביואינפורמטיקה וביולוגיה של מערכות באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו, מנהל המרכז הלאומיבספקטרומטריית מסה חישובית, יוצרת מעבדה לביולוגיה אלגוריתמית, ייחודית לרוסיה, שבה מדענים יקראו גנומים.

) הטכנולוגיה אינה בשימוש על בני אדם, אך פיתוח וניסויים פעילים מתבצעים בתחום זה. לדברי מנהל הפדרל מרכז מדעיהשתלות ואיברים מלאכותיים על שם שומאקוב, פרופסור סרגיי גוטייה, איברי גידול יהיו זמינים בעוד 10-15 שנים.

מַצָב

הרעיון של גידול מלאכותי של איברים אנושיים לא עזב את המדענים במשך יותר מחצי מאה, מאז החלו להשתיל איברים תורמים באנשים. גם אם ניתן להשתיל את רוב האיברים בחולים, נושא התרומה כרגע מאוד דחוף. חולים רבים מתים מבלי לקבל את איברם. גידול איברים מלאכותי יכול להציל מיליוני חיי אדם. כמה התקדמות בכיוון זה כבר הושגו באמצעות שיטות רפואה רגנרטיבית.

ראה גם

הערות

קרן ויקימדיה. 2010.

ראה מה זה "גידול איברים" במילונים אחרים:

תרבית תאי אפיתל מוכתמים. בתמונה קרטין (אדום) ו-DNA (ירוק) תרבית תאים היא תהליך שבו תאים בודדים (או תא בודד) במבחנה ... ויקיפדיה

מכיל כמה מהאירועים, ההישגים והחידושים הבולטים ביותר בתחום תחומים שונים טכנולוגיה מודרנית. טכנולוגיות חדשות הן אותם חידושים טכניים המייצגים שינויים מתקדמים בתחום... ... ויקיפדיה

הכנה לקריוניקה קריוניקה (מיוונית κρύος קור, כפור) היא תרגול של שימור גוף האדם או הראש/מוח במצב של עומק ... ויקיפדיה

2007 – 2008 2009 2010 – 2011 ראה גם: אירועים אחרים בשנת 2009 שנת 2009 הבינלאומית לאסטרונומיה (UNESCO). תוכן... ויקיפדיה

מילון רפואי גדול

גדל עם. איקס. גידולים בתנאי השקיה. אחד מסוגי החקלאות האינטנסיביים ביותר, שפותח באזורים מדבריים, מדבריים למחצה וצחיחים, כמו גם באזורים שאינם מספקים מספיק לחות בעונות גידול מסוימות. ב… …

גידול צמחים בהיעדר מיקרואורגניזמים בסביבה המקיפה את הצמח כולו או (לעתים קרובות יותר) רק את שורשיו (ניתן להבטיח סטריליות של הצמח כולו רק בכלי סגור, שבו קשה לשמור על הדרוש ... ..). . האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה

גידול מיקרואורגניזמים, בעלי חיים ו תאי צמחים, רקמות או איברים במצבים מלאכותיים... אנציקלופדיה רפואית

חיטה- (חיטה) חיטה היא יבול תבואה נפוץ מושג, סיווג, ערך ו תכונות תזונתיותזני חיטה תוכן >>>>>>>>>>>>>>> ... אנציקלופדיית משקיעים

אֵירוֹפָּה- (אירופה) אירופה היא חלק מאוכלס בצפיפות, עירוני מאוד של העולם הקרוי על שם אלה מיתולוגית, היוצרת יחד עם אסיה את יבשת אירואסיה ושטחה הוא כ-10.5 מיליון קמ"ר (כ-2% מהשטח הכולל של כדור הארץ) ו... אנציקלופדיית משקיעים

ספרים

• מחלות של עופות בית ומשק. ב-3 כרכים,. הספר "מחלות עופות ביתיים ועופות משק" הוא תרגום של המהדורה העשירית, המורחבת והמעודכנת של המדריך למחלות עופות, אשר בהכנתו...
• מחלות של עופות בית ומשק (מספר כרכים: 3), קלנק B.U.. הספר "מחלות של עופות בית ומשק" הוא תרגום למהדורה העשירית, המורחבת והמעודכנת של המדריך למחלות עופות, בהכנת ה- שהם לקחו…

הקצב הפוסט-תעשייתי של ההתפתחות האנושית, כלומר המדע והטכנולוגיה, הוא כה גדול עד שאי אפשר היה לדמיין אותו לפני 100 שנה. מה שהיה אפשר לקרוא בעבר רק במדע בדיוני פופולרי הופיע עכשיו בעולם האמיתי.

הרפואה של המאה ה-21 מתקדמת מאי פעם. מחלות שבעבר נחשבו קטלניות מטופלות כעת בהצלחה. עם זאת, בעיות האונקולוגיה, האיידס ומחלות רבות אחרות טרם נפתרו. למרבה המזל, בעתיד הקרוב יהיה פתרון לבעיות אלו, שאחת מהן תהיה טיפוח איברים אנושיים.

יסודות הביו-הנדסה

המדע, המשתמש בבסיס המידע של הביולוגיה ומשתמש בשיטות אנליטיות וסינתטיות כדי לפתור את בעיותיו, מקורו לא כל כך מזמן. בניגוד להנדסה קונבנציונלית, המשתמשת במדעים טכניים, בעיקר מתמטיקה ופיזיקה, לפעילותה, הביו-הנדסה מרחיקה לכת ומשתמשת שיטות חדשניותבצורה של ביולוגיה מולקולרית.

אחת המשימות העיקריות של התחום המדעי והטכני החדש שנוצר היא טיפוח איברים מלאכותיים בתנאי מעבדה לצורך השתלתם הנוספת בגופו של מטופל שאיברו כשל עקב נזק או בלאי. בהתבסס על מבנים תאיים תלת מימדיים, מדענים הצליחו להתקדם בחקר ההשפעות של מחלות ווירוסים שונים על תפקודם של איברים אנושיים.

למרבה הצער, עדיין לא מדובר באיברים מלאים, אלא רק באורגנואידים - יסודות, אוסף לא גמור של תאים ורקמות שיכולים לשמש רק כדגימות ניסוי. ביצועיהם וחיותם נבדקים על חיות ניסוי, בעיקר על מכרסמים שונים.

התייחסות היסטורית. השתלות

לצמיחת הביו-הנדסה כמדע קדמה תקופה ארוכה של התפתחות ביולוגיה ומדעים אחרים, שמטרתה הייתה ללמוד גוף האדם. בתחילת המאה ה-20 קיבלה ההשתלות תנופה להתפתחותה, שתפקידה היה לחקור את האפשרות להשתלת איבר תורם לאדם אחר. יצירת טכניקות המסוגלות לשמר איברים תורם לזמן מה, כמו גם הזמינות של ניסיון ותוכניות מפורטות להשתלה, אפשרו למנתחים מכל רחבי העולם להשתיל בהצלחה איברים כמו לב, ריאות וכליות בסוף שנות ה-60. .

עַל הרגע הזהעקרון ההשתלה הוא היעיל ביותר אם החולה נמצא בסכנה סכנה קטלנית. הבעיה העיקרית היא המחסור החריף באיברים תורמים. מטופלים יכולים לחכות לתורם במשך שנים מבלי לקבל אותו. בנוסף, יש סיכון גבוההעובדה שהאיבר התורם המושתל לא יכול להשתרש בגופו של הנמען, שכן מערכת החיסון של החולה תראה זאת כעל חפץ זר. לתוך עימות התופעה הזוהומצאו תרופות לדיכוי מערכת החיסון, אשר, עם זאת, נוטים יותר לשתק מאשר לרפא - חסינות האדם נחלשת בצורה קטסטרופלית.

יתרונות של יצירה מלאכותית על פני השתלה

אחד ההבדלים התחרותיים העיקריים בין שיטת גידול האיברים והשתלתם מתורם הוא שבתנאי מעבדה ניתן לייצר איברים על בסיס רקמות ותאים של הנמען העתידי. בעיקרון, נעשה שימוש בתאי גזע שיש להם את היכולת להתמיין לתאים של רקמות מסוימות. התהליך הזההמדען מסוגל לשלוט מבחוץ, מה שמפחית משמעותית את הסיכון לדחיית איברים עתידית על ידי מערכת החיסון האנושית.

יתרה מכך, באמצעות השיטה של ​​גידול מלאכותי של איברים, ניתן לייצר מספר בלתי מוגבל שלהם, ובכך לספק את הצרכים החיוניים של מיליוני אנשים. עקרון הייצור ההמוני יוזיל משמעותית את מחיר האיברים, יציל מיליוני חיים ויגדיל משמעותית את ההישרדות האנושית ודחיקת מועד מוות ביולוגי.

התקדמות בתחום הביו-הנדסה

כיום, מדענים מסוגלים לגדל את היסודות של איברים עתידיים - אורגנואידים, עליהם הם בודקים מחלות שונות, וירוסים וזיהומים על מנת להתחקות אחר תהליך ההדבקה ולפתח טקטיקות נגד. הצלחת תפקודם של האורגנואידים נבדקת על ידי השתלתם בגופות של בעלי חיים: ארנבות, עכברים.

ראוי לציין גם שהביו-הנדסה השיגה הצלחות מסוימות ביצירת רקמות מן המניין ואפילו בגידול איברים מתאי גזע, שלמרבה הצער, עדיין לא ניתן להשתיל אותם בבני אדם בגלל חוסר יכולתם. עם זאת, כרגע, מדענים למדו ליצור באופן מלאכותי סחוס, כלי דם ואלמנטים מחברים אחרים.

עור ועצמות

לפני זמן לא רב הצליחו מדענים מאוניברסיטת קולומביה ליצור שבר עצם בעל מבנה הדומה למפרק. לסת תחתונהמחבר אותו לבסיס הגולגולת. השבר הושג באמצעות שימוש בתאי גזע, כמו באיברי גידול. קצת אחר כך הצליחה להמציא חברת Bonus BioGroup הישראלית שיטה חדשהיצירה מחדש של עצם אנושית, שנבדקה בהצלחה על מכרסם - העצם שגדלה באופן מלאכותי הושתלה באחת מכפותיה. IN במקרה הזהשוב, נעשה שימוש בתאי גזע, רק שהם התקבלו מרקמת השומן של המטופל והונחו לאחר מכן על פיגום עצם דמוי ג'ל.

מאז שנות ה-2000, רופאים משתמשים בהידרוג'לים מיוחדים ובשיטות של התחדשות טבעית של עור פגום לטיפול בכוויות. טכניקות ניסיוניות מודרניות מאפשרות לרפא כוויות קשות תוך מספר ימים. מה שנקרא Skin Gun מרסס תערובת מיוחדת של תאי הגזע של המטופל על פני השטח הפגוע. יש גם התקדמות גדולה ביצירת עור מתפקד יציב עם דם וכלי לימפה.

לאחרונה הצליחו מדענים ממישיגן לגדל בתנאי מעבדה פיסת רקמת שריר, אשר, לעומת זאת, חלשה בחצי מהמקורית. באופן דומה, מדענים באוהיו יצרו רקמות קיבה תלת מימדיות שהצליחו לייצר את כל האנזימים הדרושים לעיכול.

מדענים יפנים השיגו את הכמעט בלתי אפשרי - הם צמחו לתפקוד מלא עין אנושית. הבעיה בהשתלה היא להצמיד עצב אופטיעיניים למוח עדיין לא אפשריות. בטקסס גדלו ריאות באופן מלאכותי גם בביוריאקטור, אך ללא כלי דם, מה שמטיל ספק בתפקודן.

סיכויי פיתוח

לא יעבור זמן רב עד לרגע בהיסטוריה שבו ניתן יהיה להשתיל את רוב האיברים והרקמות שנוצרו בתנאים מלאכותיים בבני אדם. כבר עכשיו, מדענים מכל העולם פיתחו פרויקטים ודגימות ניסויות, שחלקן אינן נחות מהמקוריות. עור, שיניים, עצמות, הכל איברים פנימייםלאחר זמן מה ניתן יהיה ליצור במעבדות ולמכור לאנשים נזקקים.

טכנולוגיות חדשות גם מאיצות את התפתחות הביו-הנדסה. הדפסת תלת מימד, שהפכה לנפוצה בתחומים רבים חיי אדם, יהיה שימושי גם בגידול איברים חדשים. מדפסות ביולוגיות תלת מימדיות כבר נמצאות בשימוש ניסיוני מאז 2006, ובעתיד הן יוכלו ליצור מודלים תלת מימדיים של איברים ביולוגיים הניתנים לעבודה על ידי העברת תרביות תאים למצע תואם ביו.

מסקנה כללית

הנדסה ביולוגית כמדע, שמטרתה לגדל רקמות ואיברים לצורך השתלתן הנוספת, מקורה לא כל כך מזמן. קצב הזינוק בו הוא צועד בנתיב ההתקדמות מאופיין בהישגים משמעותיים שיצילו מיליוני חיים בעתיד.

עצם ואיברים פנימיים שגדלו מתאי גזע יבטלו את הצורך באיברים תורמים, שמספרם כבר במחסור. למדענים יש כבר התפתחויות רבות, שתוצאותיהן עדיין אינן פרודוקטיביות במיוחד, אך יש להן פוטנציאל עצום.

לפני שניכנס לסיפור האמיתי של גידול איברים, אני רוצה לספר לכם מהם תאי גזע.

מהם תאי גזע?

תאי גזע- האבות של כל סוגי התאים בגוף ללא יוצא מן הכלל. הם מסוגלים לחדש את עצמם, והכי חשוב, במהלך תהליך החלוקה הם יוצרים תאים מיוחדים של רקמות שונות. תאי גזע מתחדשים ומחליפים תאים שאבדו כתוצאה מכל נזק בכל האיברים והרקמות. הם נועדו לשקם את גוף האדם מרגע לידתו.

עם הגיל, מספר תאי הגזע בגוף יורד בצורה קטסטרופלית. ביילוד נמצא תא גזע אחד ל-10 אלף, עד גיל 20-25 - 1 ל-100 אלף, על ידי 30 - 1 ל-300 אלף. עד גיל 50 נשאר בגוף רק תא גזע אחד לכל 500 אלף. דלדול תאי גזע עקב הזדקנות או מחלה קשה מונע מהגוף את יכולתו לתקן את עצמו. בשל כך, התפקודים החיוניים של איברים מסוימים הופכים פחות יעילים.

אילו איברים ורקמות הצליחו מדענים לגדל באמצעות תאי גזע?

אני נותן רק את הדוגמאות המפורסמות ביותר להישגים מדעיים.

בשנת 2004, מדענים יפנים היו הראשונים בעולם לגדל נימי שלמה מבחינה מבנית כלי דםמתאי גזע

מדענים יפנים הם הראשונים בעולם שמגדלים כלי דם נימיים מלאים מבניים מתאי גזע עובריים אנושיים. כך דווח ב-26 במרץ 2004 על ידי העיתון היפני Yomiuri.

כפי שמציין הפרסום, קבוצת חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת קיוטו בראשות פרופסור Kazuwa Nakao השתמשה בתאים נימיים שנוצרו מתאי גזע שיובאו ב-2002 מאוסטרליה. עד כה, חוקרים הצליחו רק לחדש תאי עצב ו רקמת שריר, מה שלא מספיק כדי "לייצר" איבר מוצק. מידע מהאתר NewsRu.com

בשנת 2005, מדענים אמריקאים גידלו לראשונה תאי מוח מלאים.

מדענים מאוניברסיטת פלורידה (ארה"ב) היו הראשונים בעולם שגדלו תאי מוח שנוצרו במלואם ומושתלים. לדברי מנהיג הפרויקט ביורן שפלר, התאים גדלו על ידי "העתקה" של תהליך התחדשות תאי המוח. כעת מקווים מדענים לגדל תאים להשתלה, מה שיכול לסייע בטיפול באלצהיימר ובמחלות פרקינסון. שפלר ציין שבעבר מדענים הצליחו לגדל נוירונים מתאי גזע, אך באוניברסיטת פלורידה הצליחו להשיג מלא תאים מפותחים ולחקור את תהליך הצמיחה שלהם מתחילתו ועד סופו. מידע מאתר Gazeta.ru המבוסס על חומרים מהאינדיפנדנט.

בשנת 2005 הצליחו מדענים לשחזר תא גזע עצבי

קבוצה איטלקית-בריטית של מדענים מאוניברסיטאות אדינבורו ומילאנו המבוססת על תאי גזע עובריים שאינם מתמחים תאי עצביםלמד ליצור במבחנה סוגים שוניםתאים של מערכת העצבים.

המדענים יישמו שיטות מפותחות כבר למניפולציה של תאי גזע עובריים לתאי גזע עצביים מיוחדים יותר שהם השיגו. התוצאות שהושגו בתאי עכברים שוכפלו בתאי גזע אנושיים. בראיון ל-BBC, סטיבן פולארד מאוניברסיטת אדינבורו הסביר שהפיתוח של עמיתיו יסייע לשחזר את מחלת פרקינסון או מחלת אלצהיימר "במבחנה". זה יאפשר לנו להבין טוב יותר את מנגנון התרחשותם והתפתחותם, וגם יספק לפרמקולוגים קרקע מיני בדיקה לחיפוש שלהם. אמצעי מתאיםיַחַס. משא ומתן עם חברות תרופות כבר בעיצומו.

בשנת 2006, מדענים שוויצרים גידלו מסתמי לב אנושיים מתאי גזע.

בסתיו 2006, ד"ר סיימון הורסטופ ועמיתיו באוניברסיטת ציריך גידלו לראשונה מסתמי לב אנושיים באמצעות תאי גזע שנלקחו ממי השפיר.

הישג זה יכול לאפשר לגדל מסתמי לב במיוחד עבור ילד שטרם נולד אם הוא או היא מפתחים מומי לב בעודו ברחם. ומיד לאחר הלידה, התינוק יכול להשתיל שסתומים חדשים.

בעקבות גידול במעבדה מתאי אדם שַׁלפּוּחִית הַשֶׁתֶןוכלי דם - זהו השלב הבא לקראת יצירת איברים "שלהם" למטופל ספציפי, מה שיכול לבטל את הצורך באיברים תורמים או מנגנונים מלאכותיים.

בשנת 2006, מדענים בריטים גידלו רקמת כבד מתאי גזע

בסתיו 2006 הודיעו מדענים בריטיים מאוניברסיטת ניוקאסל שהם הראשונים בעולם לגדל כבד מלאכותי במעבדה מתאי גזע שנלקחו מדם טבורי. הטכניקה המשמשת ליצירת המיני-כבד בגודל 2 ס"מ תפתח עוד יותר כדי ליצור כבד מתפקד בגודל נורמלי.

בשנת 2006, איבר אנושי מורכב, שלפוחית ​​השתן, גדל לראשונה בארצות הברית.

מדענים אמריקאים הצליחו לגדל שלפוחית ​​שתן מלאה בתנאי מעבדה. החומר שנעשה בו שימוש היה התאים של החולים עצמם שנזקקו להשתלה.

"בביופסיה אפשר לקחת פיסת רקמה, ואחרי חודשיים הכמות שלה גדלה פי כמה", מסביר אנתוני אטלה, מנהל המכון לרפואה רגנרטיבית. "אנחנו שמים את חומר המוצא והחומרים המיוחדים בצורה מיוחדת, משאירים אותו בחממת מעבדה מיוחדת, ואחרי כמה שבועות אנחנו מקבלים איבר מוכן שכבר ניתן להשתיל". ההשתלה הראשונה בוצעה עוד בסוף שנות ה-90. שבעה חולים עברו השתלת שלפוחית ​​השתן. התוצאות ענו על ציפיות המדענים, וכעת מומחים מפתחים שיטות ליצירת 20 איברים נוספים - כולל הלב, הכבד, כלי הדם והלבלב.

בשנת 2007, תאי גזע עזרו למדענים בריטים ליצור חלק מהלב האנושי

באביב 2007 הצליחה קבוצת מדענים בריטיים, המורכבת מפיזיקאים, ביולוגים, מהנדסים, פרמקולוגים, ציטולוגים ורופאים מנוסים, בראשותו של הפרופסור לכירורגיית לב מגדי יעקב, לראשונה בהיסטוריה, לשחזר אחד סוגי רקמת הלב האנושית באמצעות תאי גזע של מח עצם. רקמה זו פועלת כשסתומי לב. אם בדיקות נוספות יצליחו, ניתן להשתמש בטכניקה שפותחה כדי לגדל לב מלא מתאי גזע להשתלה בחולים.

בשנת 2007, מדענים יפנים גידלו את קרנית העין מתאי גזע.

באביב 2007, בסימפוזיון בנושא רפואת רבייהבעיר יוקוהמה פורסמו תוצאות ניסוי ייחודי של מומחים מאוניברסיטת טוקיו. החוקרים השתמשו תא גזע, נלקח מקצה הקרנית. תאים כאלה מסוגלים להתפתח לרקמות שונות, לבצע פונקציות שיקום בגוף. התא המבודד הונח במדיום מזין. לאחר שבוע היא התפתחה לקבוצת תאים ובשבוע הרביעי הפכה לקרנית בקוטר 2 ס"מ. באותו אופן התקבלה שכבת הגנה דקה (לחמית) המכסה את החלק החיצוני של הקרנית. .

מדענים מדגישים כי בפעם הראשונה, רקמה שלמה גוף האדםגדל מתא בודד. השתלת איברים המתקבלים בשיטה החדשה מבטלת את הסיכון להעברת זיהומים. מדענים יפנים מתכוונים להתחיל ניסויים קלינייםמיד לאחר ווידוא שהטכנולוגיה החדשה בטוחה.

בשנת 2007, מדענים יפנים גידלו שן מתאי גזע

מדענים יפנים הצליחו לגדל שן מתא בודד. הוא גודל בתנאי מעבדה והושתל בעכברים. הזרקת החומר הסלולרי נעשתה לתוך פיגום הקולגן. לאחר הטיפוח התברר שהשן לבשה צורה בוגרת, שהורכבה מחלקים שלמים כמו דנטין, עיסת, כלי דם, רקמת חניכיים ואמייל. לדברי החוקרים, השן הייתה זהה לשן הטבעית. לאחר השתלת השן בעכבר מעבדה, היא השתרשה ותפקדה כרגיל לחלוטין. שיטה זו תאפשר לגדל איברים שלמים מתא אחד או שניים, אומרים החוקרים.

בשנת 2008, מדענים אמריקאים הצליחו להצמיח לב חדש על מסגרת מהישן.

דוריס טיילור ועמיתיה באוניברסיטת מינסוטה יצרו לב של עכברוש חי בטכניקה יוצאת דופן. מדענים לקחו לב מבוגרחולדות והניחו אותו בתמיסה מיוחדת שהוציאה את כל תאי רקמת שריר הלב מהלב, והותירה רקמות אחרות שלמות. הפיגום המטוהר הזה נזרע בתאי שריר לב שנלקחו מחולדה שזה עתה נולד והונחו בסביבה המדמה תנאים בגוף.

לאחר ארבעה ימים בלבד, התאים התרבו מספיק כדי שרקמות חדשות יתחילו להתכווץ, ולאחר שמונה ימים הלב המשוחזר יכול היה לשאוב דם, אם כי בקיבולת של 2 אחוז בלבד (בהתבסס על לב מבוגר בריא). לפיכך, מדענים השיגו איבר עובד מתאי החיה השנייה. בעתיד ניתן יהיה לטפל בלבבות שנלקחו להשתלה בדרך זו כדי למנוע דחיית איברים. "אתה יכול לעשות כל איבר בדרך זו: כליה, כבד, ריאה, לבלב", אומר טיילור. מסגרת התורם, הקובעת את הצורה והמבנה של האיבר, תתמלא בתאים מיוחדים ילידי המטופל, העשויים מתאי גזע.

מעניין שבמקרה של הלב, אתה יכול לנסות לקחת את הלב של חזיר, שקרוב אנטומית לאדם, כבסיס. על ידי הסרת רקמת שריר בלבד, ניתן להוסיף רקמות אחרות של איבר כזה בתרבית. תאים אנושייםשריר הלב, לאחר שקיבל איבר היברידי, אשר, בתיאוריה, אמור להשתרש היטב. והתאים החדשים יסופקו מיד עם חמצן - הודות לכלי הדם והנימים הישנים שנותרו מליבו של התורם.

הבאתי הכי הרבה עובדות מעניינות, אם אתה מעוניין במידע זה, אז אתה יכול להתעמק בו ביתר פירוט, המידע נלקח מהאתר

שיפור בריאות האדם, הצלת חיים, הגדלת משך הזמן - נושאים אלו היו, הם ויהיו הדוחקים ביותר עבור האנושות. לכן נושא הגידול איברים מלאכותיים ברוסיה בשנת 2018מעסיק את מוחותיהם של מדענים רוסים, נמצא על סדר היום של משרד הבריאות ונדון רבות בתקשורת.

זה נותן תקווה גדולה שלענף הרפואה המדעית - טכנולוגיות ביו-הנדסה - יהיה סוף סוף בסיס חקיקתי מלא. זה יאפשר התפתחות, פרה-קלינית ו מחקרים קליניים, שימוש מעשי במוצרים סלולריים, מודרך ומבוסס על המסגרת הרגולטורית.

חוק מוצרי תאים ביו-רפואיים

הדבר העיקרי עבור מדענים ורופאים הוא שברוסיה, בינואר 2017, החוק "על מוצרי תאים ביו-רפואיים" נכנס לתוקף.

הוא פותח כחלק מיישום האסטרטגיה לפיתוח המדע ב הפדרציה הרוסיתעד 2025 ומטרתה להסדיר את היחסים בקשר עם פיתוח, מחקר, רישום, ייצור ובקרת איכות, יישום ב פרקטיקה רפואיתמוצרי תאים רפואיים ביולוגיים (BMCP).

חוק זה גם ייתן בסיס חקיקתי ליצירת תעשייה חדשה בתחום הבריאות, אשר באמצעות ייצור ושימוש במוצר סלולרי, תפתור את הבעיות של שיקום התפקודים והמבנים של רקמות גוף האדם שנפגעו ממחלות. פציעות והפרעות במהלך התפתחות תוך רחמית.

המטרה העיקרית של החוק הפדרלי היא לגבש רגולציה נפרדת של הפעילויות הקשורות לתפוצה של BMCP, שעד לאחרונה הייתה מקוטעת, חלקית ובעיקר בלתי חוקית.

כעת ארגונים ומפעלים שעסקו במוצרים ביולוגיים באופן לא חוקי משותקים. לכן התנגדו לאימוץ החוק ונוצרו מכשולים רבים. השלכות שליליותקבלת החוק תורגש רק למי שביצע פעילות בתחום השימוש בחומר סלולרי שלא כדין, כלומר עבר על החוק.

עבור התעשייה כולה, החוק מספק דרכי פיתוח מתורבתות, הרחבת הזדמנויות, ולמטופלים הוא מבטיח מוצר איכותי ובטיחותי.

עידן חדש ברפואה

יחד עם חיפוש ופיתוח שיטות יעילותטיפול ושיקום גוף האדם, הרפואה הרוסית מובילה עבודה פעילהעל יצירת איברים מלאכותיים. נושא זה החל להיחקר לפני יותר מחמישים שנה, מהתקופה שבה שיטת השתלת איברים תורמים עברה מתיאוריה לפרקטיקה.

תרומה הצילה חיים רבים, אך לשיטה זו יש מספר לא מבוטל של בעיות - מחסור באיברים תורמים, חוסר התאמה, דחייה על ידי מערכת החיסון. לכן, הרעיון של גידול איברים מלאכותיים התקבל בהתלהבות על ידי מדענים רפואיים ברחבי העולם.

הטכניקה של החלפת רקמה פגומה במוצר סלולרי מלאכותי המוכנס מבחוץ, או על ידי הפעלת תאים משלו, מבוססת על הכדאיות של BMCT ועל היכולת לשהות כל הזמן בגוף המטופל. זה מספק הזדמנויות נהדרות לטיפול יעיל במחלות ולהצלת חיים רבים.

כיום, השימוש בטכנולוגיות ביו-הנדסה ברפואה השיג תוצאות משמעותיות. שיטות לגידול חלק מהאיברים ישירות בגוף האדם ומחוץ לגוף כבר נבדקו. אפשר לגדל איבר מתאי האדם שאליו יושתל לאחר מכן.

השימוש בבדים פשוטים שנוצרו באופן מלאכותי כבר מתרחש ב פרקטיקה קלינית. לדברי יורי סוחנוב, מנכ"ל איגוד המומחים בטכנולוגיות תאים ביו-רפואיות ורפואה רגנרטיבית, מדענים רוסים הכינו מספר מוצרים חשובים והכרחיים לבדיקה.

"אלו חיסונים נגד סרטן המבוססים על תאים אנושיים חיים, תרופות לטיפול בסוכרת באמצעות תאים מייצרי אינסולין שיושתלו במטופל. כמובן, עור - כוויות, פצעים, רגל סוכרתית. גדל מתאי סחוס, עור, קרנית, השופכה. וכמובן, חיסונים סלולריים הם הדבר הכי מעניין ויעיל שקיים עכשיו", ציין יורי סוחנוב.

מדענים רוסים יצרו כבד מלאכותי וערכו בדיקות פרה-קליניות של המוצר על בעלי חיים, שהראו מאוד תוצאות טובות. אלמנט מהאיבר הגדל הושתל ברקמת כבד פגועה של בעלי חיים.

כתוצאה מכך, תאי הכבד המלאכותיים קידמו התחדשות רקמות, ולאחר זמן מה האיבר הפגוע שוקם לחלוטין. אולם זה לא קרה השפעה שליליתעל תוחלת החיים של חיית הניסוי.

רפואה רגנרטיבית היא העתיד שלנו, אשר מונח היום. האפשרויות שלה הן עצומות. יתר על כך, רפואה מסורתיתהגיע לרמה מסוימת, וכעת אינו יכול להציע שיטות יעילות לטיפול במחלות מסוכנות רבות שגובות מיליוני חיים.

מדע הרפואה זקוק למהפכה, פריצת דרך רבת עוצמה, שתהיה הגעתן של טכנולוגיות סלולר. כדי להביס מחלות חשוכות מרפא, להפחית את משך הטיפול ועלות הטיפול, להנגיש את החלפת איבר שאבד או לא בר-קיימא ובכך להציל ולהאריך חיים - כל זה ניתן לנו על ידי תעשייה חדשה ומבטיחה מדע רפואי- הנדסת רקמות.

חוק "על מוצרי תאים ביו-רפואיים", שאומץ ב-2017, החל לפעול במלואו. ועכשיו למדענים יש הרבה יותר הזדמנויות למחקר ותגליות חדשות בתחום טכנולוגיית התא וגידול איברים מלאכותיים ברוסיה.