https://frosthead.com

Organe făcute la comandă

Anthony Atala lucrează în magazinul de caroserie al viitorului. Este directorul Institutului Wake Forest pentru Medicină Regenerativă din Winston-Salem, Carolina de Nord, iar el și colegii săi folosesc celulele umane pentru a crește mușchi, vase de sânge, piele și chiar o vezică urinară completă. O mare parte a lucrărilor este experimentală și nu a fost încă testată la pacienții umani, însă Atala a implantat vezicii cultivate în laborator în mai mult de două duzini de copii și adulți tineri născuți cu vezici defecte care nu se golesc corect, o afecțiune care poate provoca leziuni renale. Vezicile au fost primele organe umane generate de laborator, implantate la oameni. Dacă continuă să funcționeze bine în testele clinice, tratamentul poate deveni standard nu numai pentru defectele de naștere ale vezicii urinare, ci și pentru cancerul vezicii urinare și alte afecțiuni.

Atala și colaboratorii fac piese de schimb din materiile prime proprii ale pacienților. Pentru a produce o vezică, ei elimină o bucată mică din organul pacientului și separă celulele musculare și celulele uroteliale, care aliniază tractul urinar. Acestea pun celulele în vasele de laborator și scaldă fiecare tip într-un fluid care le determină să se înmulțească. După șase săptămâni, există suficiente celule vii pentru o întreagă vezică. Cercetătorii turnă apoi celulele musculare pe exteriorul unei schele formate din colagen, proteina din țesutul conjunctiv și acid poliglicolic, un material utilizat în suturile absorbabile. Două zile mai târziu, acestea acoperă interiorul eșafodului cu celule uroteliale. Noua vezică este hrănită într-un incubator care imită condițiile corpului, permițând celulelor să crească și să tricoteze împreună. Vezica este apoi implantată la un pacient, unde schela se dizolvă treptat. Cercetătorii au standardizat procedura de creștere a vezicii urinare, spune Atala cu un zâmbet, iar acum fac „dimensiuni mici, medii, mari și extra-mari”.

Ideile medicinii regenerative odată sălbatice devin rapid realitate. La sfârșitul anului trecut, Organovo, o companie biotehnologică din San Diego, a început să distribuie prima imprimantă pentru caroserie disponibilă comercial. Da, ați citit corect: o imprimantă pentru piese de caroserie. Folosind aceeași idee ca o imprimantă cu jet de cerneală, pune jeturi de celule și material eșafod ghidat cu laser pe o platformă mobilă. Cu fiecare trecere a capului imprimantei, platforma se scufundă, iar materialul depus creează treptat o bucată de țesut 3-D. Laboratoarele de medicină regenerativă din întreaga lume s-au bazat pe imprimantă pentru a genera bucăți de piele, mușchi și vase de sânge. Laboratorul Atala a folosit tehnologia pentru a construi o inimă cu două camere cu dimensiunea mouse-ului în aproximativ 40 de minute.

Atala și colegii săi au reușit, de asemenea, să modeleze rinichi construiți în laborator, care produc urină atunci când sunt implantate în animale experimentale. În câțiva ani, spune el, pielea umană ar putea fi coaxată să crească într-un laborator și să fie dată pentru a arde victimele și alți pacienți care astăzi trebuie să sufere grefe dureroase ale pielii.

Organele crescute în afara corpului vor transforma medicamentul, prezice Atala, însă stimularea reparației și a regrupării în interiorul corpului va fi la fel de importantă. El și alți oameni de știință prevăd injectarea de celule sănătoase și molecule care induc creșterea în plămâni bolnavi sau răniți, ficatele și inimile, ceea ce îi determină să se regenereze. Apoi există provocarea finală: ar putea un pacient să-și regăsească într-o zi un întreg membru?

„Nu este în afara tărâmului posibilității”, spune Atala. „Dacă o salamandră o poate face, de ce nu poate un om?” Oamenii de știință sunt din ce în ce mai apropiați de înțelegerea proceselor genetice și fiziologice subtile care permit salamandrelor să-și regenereze membrele de la zero. Mai multe indicii provin de la șoarecii de laborator care au o mutație genetică care le permite să regrețeze parțial cifrele tăiate.

Medicii de acum 40 de ani vor putea ajuta oamenii să regăsească măduva spinării, inimile deteriorate sau chiar membrele pierdute? Atala spune că este optimist: „Lucrurile care sunt posibile astăzi au fost un vis în urmă cu 20 de ani.”

Gretchen Vogel locuiește la Berlin și scrie pentru Știință .

Anthony Atala, directorul Institutului Wake Forest pentru Medicină Regenerativă, a standardizat procedura de creștere a vezicii urinare. (Centrul Medical Baptist al Universității Wake Forest) Folosind schele și celulele proprii ale unui pacient cultivate într-un laborator, cercetătorii construiesc părți ale corpului de înlocuire. (Centrul Medical Baptist al Universității Wake Forest) O valvă cardiacă este exercitată în laborator înainte de implantare. (Centrul Medical Baptist al Universității Wake Forest) O vezică similară cu cele testate la om. (Centrul Medical Baptist al Universității Wake Forest)
Organe făcute la comandă