Мини-органы могут дать нам более быстрый доступ к новым, спасающим жизнь лекарствам
Ученые печатают человеческие органы — тысячи в час — что бы протестировать новые лекарств от COVID-19.
Почему это важно: тестирование новых лекарств может быть довольно длительным процессом — в среднем на это требуется 10 лет и 2,6 миллиарда долларов. Как правило, ученым приходится изучать препарат на чашках Петри и лабораторных крысах, прежде чем они смогут испытать его на людях. (Только 1 из 1000 лекарств выходит из лаборатории для испытаний на людях.) Хотя это помогает в безопасности, но также занимает много времени. А время дорого — особенно в разгар пандемии.
Мини-органы сделанные в лабораториях, предлагают ученым возможность пропустить испытания на животных и сразу перейти к изучению лекарств на реальных человеческих тканях — потенциально давая пациентам более быстрый доступ к новым, спасающим жизнь методам лечения.
Печать тысяч мини-органов означает, что мы можем проводить большие, статистически значимые испытания лекарств — индивидуально — с множеством различных вариантов лечения.
Персонализированная медицина за пределами COVID-19
Мини-органы могут открыть новую эру персонализированной медицины. Люди уникальны, и лекарства часто по-разному действуют у разных людей. Но если бы ученые могли напечатать копию вашего органа (или, скажем, опухоли), они могли бы увидеть, будет ли определенное лекарство эффективным для вашей конкретной проблемы со здоровьем.
Ученые также надеются, что эти копии могут в конечном итоге могут быть помещены внутрь человека, что устранит необходимость в донорах органов. Поскольку реплики могут быть сделаны из собственных клеток человека, отторжение органа (когда иммунная система реципиента видит новый орган как чужеродного захватчика и пытается атаковать его) не будет проблемой. Метод можно использовать для выращивания новой кожи, необходимой для пострадавших от ожогов, костей, хрящей и даже кровеносных сосудов.
Как это работает?
Биопечать, метод печати этих органов, похож на 3D-печать, но вместо пластика или металла ученые используют стволовые клетки и другие биологические материалы, которые (будучи заключены в «гидрогель») действуют как «чернила».
Как и любой другой вид печати, вам понадобится что-то, на чем можно будет напечатать биочернила. Основа для биопечати — служит каркас из биоразлагаемых материалов. Затем биочернила слой за слоем печатаются на каркасе — как торт!
Никакого хирургического вмешательства
Обычно, чтобы сделать операцию нужно попасть внутрь пациента, сделав инвазивную операцию. Но недавнее исследование предполагает, что, всё может работать иначе. Международная группа ученых создала биочернила из хрящевых клеток, которую затем вводили под кожу мышей. Используя ближний инфракрасный свет и умную генную инженерию, ученые смогли передать инструкцию клеткам, приказыв им вырасти в уши — и все это без необходимости делать надрез. (Да, это немного странно и жутко для мышей, но потенциально полезно для людей, которым требуется восстановить ухо)
Заражение мини-органов COVID:
Мы всё ещё мало знаем о влиянии COVID-19 на конкретныее органы, но несколько исследовательских групп надеются, что эти мини-органы могут дать нам лучшее представление. Исследователи в Бостоне заражают мини-легкие, чтобы изучить реакцию организма на болезнь, надеясь понять, почему COVID-19 убивает одних пациентов, а других нет. В мае международная исследовательская группа использовала мини-органы, чтобы понять, как поражаются кровеносные сосуды и почки. Команда Wake Forest также создает мини-легкие, а также мини-толстые кишки для тестирования новых методов лечения.
Проблемы:
Святой Грааль для этих мини-органов — это возможность их срочной биопечати для использования внутри человеческого тела — а до этого еще далеко. Человеческий организм чрезвычайно сложен. Способность его точно воспроизвести, создает множество проблем — во-первых, принтеры должны начать работать намного быстрее и точнее, если ученые захотят расширить этот процесс для медицинского использования. Во-вторых, мы не уверены, смогут ли эти печатные органы сохранять свою структуру с течением времени после имплантации в тело — плюс, некоторые из используемых в настоящее время строительных материалов могут спровоцировать иммунный ответ организма. Существуют также ограниченный выбор биочернильных материалов. Ученые должны иметь только правильную смесь, которая является разлагаемой, не представляет проблем для здоровья, но также достаточно прочна, чтобы поддерживать структурную целостность.
_________________________________________________________________
