Sztuczne „ludzkie narządy” mogą całkowicie odmienić medycynę

Hodowanie w laboratorium narządów zdolnych do przeszczepu, drukowanie nowej skóry dla ofiar poparzeń czy wszczepienie w organizm chip-a. Dla niektórych te rzeczy mogą być jak sci-fi, ale są one rzeczywistością w Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM). Badania Instytutu są wspierane przez grant w wysokości 75 milionów dolarów. Wszelkie innowacje związane z biodrukowaniem 3D mogłyby stać się odpowiedzią na niedobory dawców do przeszczepów.

Naukowcy i lekarze z WFIRM jako pierwsi na świecie wyhodowali ludzki narząd i z powodzeniem przeszczepili go człowiekowi. Obecnie Instytut składający się z 450-osób pracuje nad ponad 30 różnymi terapiami komórkowymi oraz tkankami i narządami, które mogłyby zastąpić te stworzone przez naturę. Udało im się już wyhodować ludzką skórę, mięśnie, chrząstki, pęcherz czy tkanki pochwy.

Opracowana została przez nich metoda nakładania komórek za pomocą drukarki, którą sami zaprojektowali. Drukarka wykorzystuje maleńką dyszę o wielkości 1/80 rozmiaru ludzkiego włosa, która wyrzuca komórki do cieczy i usztywniając się natychmiast do konsystencji żelatyny. Do hodowli narządów używa się specjalnych rusztowań, które są zrobione z tego samego materiału co nici do zszywania stosowane w chirurgii. Po kilku miesiącach ulegają rozpadowi, a nowe komórki tworzą zwartą tkankę.

„Narządy na chipie” do testowania leków

Inna technologia Instytutu zaowocowała już wycofaniem wielu leków. Technologia „na chipie” stworzyła mikro- serca, wątroby i płuca, które można wykorzystać do testowania nowych leków. Łącząc mikro-organy w monitorowany system, naukowcy próbują naśladować, w jaki sposób organizm reaguje na leki. Celem jest zaoszczędzenie 2 miliardów dolarów w odrywaniu nowych leków, skrócenie czasu, który trwa 15 lat i zmniejszenie wskaźnika niepowodzenia, który wynosi 90%!

„Istnieje ogromna potrzeba ulepszenia tego systemu, aby dużo wcześniej przewidywać skutki uboczne leków, chemikaliów czy innych testowanych czynników na ludzkie ciało” – powiedział profesor Atala.

Maleńkie organy 3D, nazywane „organoidami”, zostały już wykorzystane do sprawdzenia toksyczności wielu leków.    „Chcemy wykazać przydatność systemu składającego się z wielu kluczowych narządów w ludzkim ciele do testowania nowych leków” – powiedział Atala. „System ten ma nie tylko możliwość badania przesiewowego leków. Może również znaleźć zastosowanie w medycynie spersonalizowanej, aby sprawdzić reakcję indywidualnego pacjenta na leczenie.”

Hodowla komórek

Pierwszy udany przeszczep narządu miał miejsce w 1954 roku. Pomimo ocalenia wielu ludzkich istnień dzięki transplantacjom wciąż zmagamy się z wieloma wyzwaniami. Dotyczą one głównie ryzyka odrzucenia narządu oraz niewystarczającej ilości narządów do przeszczepu. To jest problem, który będzie stale narastał wraz ze starzejącym się społeczeństwem. „Im dłużej żyjemy, tym większy ryzyko, że nasze narządy przestaną działać prawidłowo” powiedział Atala.

W przypadku niewydolności nerek z pomocą przychodzą terapie komórkowe. Komórki pacjenta są hodowane poza organizmem, mieszane z żelem, przetwarzane a następnie ponownie wprowadzane do chorej nerki pacjenta kilka tygodni później. Takie leczenie znajduje się już w II fazie badań klinicznych w USA. Podobny proceder pozwala na regenerację komórek mięśniowych i naczyń krwionośnych.

Czy narządy koniecznie trzeba będzie przeszczepiać ?

50 lat po pierwszej udanej transplantacji serca, niektórzy naukowcy są zdania, że zbliżamy się do ery, w której przeszczepianie narządów może nie będzie już takie konieczne. „Myślę, że za dziesięć lat nie będziemy mieli już tyle przeszczepów serca. Będziemy je przeszczepiać głównie osobom z wrodzonymi wadami serca, którym tylko to może pomóc” – powiedział Stephen Westaby ze szpitala Johna Radcliffe’a w Oxfordzie.

Westaby jest zwolennikiem transplantacji serca, ale postępy technologiczne w medycynie mogą zaoferować lepsze rozwiązania, które zaoszczędzą więcej czasu, zdrowia i pieniędzy.

„Myślę, że połączenie pomp sercowych i komórek macierzystych da alternatywę, która sprawdzi się u znacznej liczbie pacjentów” – powiedziała Westaby The Telegraph.

Westaby jest zaangażowany w kilka projektów. Jeden z nich wykorzystuje komórki macierzyste do odwrócenia bliznowacenia tkanki serca, co może poprawić jakość życia pacjentów poddawanych zabiegowi pomostowania tętnic wieńcowych. Westaby pracuje również nad opracowaniem lepszego sprzętu do tego typu zabiegów chirurgicznych, w tym niedrogich mechanicznych pomp sercowych wykonanych z tytanu.


Źrd inf.

futurism.com/artificial-organs-entering-era-transplants-obsolete/

wraltechwire.com/2018/02/13/creating-organs-body-on-a-chip-printing-new-cells-wake-forest-regenerative-medicine-institute-turns-scifi-into-reality/

Źrd zdj.

youtube.com/watch?v=8CEeFtfIx-E – na obrazku wyróżniającym pokazane jest jak mniej więcej wygląda obecnie stosowana technologia wszczepiania chipów w ludzkie narządy.


Daj znać, jeśli spodobał Ci się artykuł oraz napisz komentarz, aby czytelnicy mogli poznać Twoją opinię.