Viungo vya bandia vinakuzwaje? Viungo vinavyokua

21/06/2017

Kilimo cha viungo Bandia kinaweza kuokoa mamilioni ya maisha. Habari zinazokuja mara kwa mara kutoka kwa uwanja wa dawa za kuzaliwa upya zinasikika za kutia moyo na kuahidi. Inaonekana kwamba siku si mbali ambapo tishu na viungo vilivyotengenezwa kwa bioengineered vitapatikana kama sehemu za gari.

Maendeleo katika dawa ya kuzaliwa upya

Mbinu za matibabu kwa kutumia teknolojia za seli zimetumika kwa mafanikio katika mazoezi ya matibabu kwa miaka mingi. Imeundwa na kutumika kwa mafanikio viungo vya bandia na tishu zilizopatikana kwa kutumia mbinu za matibabu ya seli na uhandisi wa tishu. Mafanikio ya vitendo katika uwanja wa biomedicine ya kuzaliwa upya ni pamoja na ukuzaji wa tishu za cartilage, Kibofu cha mkojo, urethra, vali za moyo, trachea, konea na ngozi. Imeweza kukua jino la bandia, hadi sasa tu kwenye mwili wa panya, lakini madaktari wa meno wanapaswa kufikiria juu ya mbinu mpya kabisa. Teknolojia imetengenezwa ili kurejesha larynx baada ya upasuaji ili kuiondoa, na operesheni nyingi kama hizo tayari zimefanywa. Kesi zinazojulikana kupandikiza kwa mafanikio trachea iliyopandwa kwenye tumbo la wafadhili kutoka kwa seli za mgonjwa. Kupandikiza konea ya bandia imekuwa ikifanywa kwa miaka mingi.

Uzalishaji wa serial wa bioprinters tayari umezinduliwa, ambayo, safu kwa safu, huchapisha tishu hai na viungo vya sura iliyopewa tatu-dimensional.

Rahisi kukua walikuwa tishu za cartilage na ngozi. Maendeleo mengi yamepatikana katika kukuza mifupa na gegedu kwenye matrices. Kiwango kinachofuata ulichukua na mishipa ya damu. Katika ngazi ya tatu walikuwa kibofu na uterasi. Lakini hatua hii tayari imepitishwa mnamo 2000-2005, baada ya kukamilika kwa shughuli kadhaa za kupandikiza kibofu cha mkojo na urethra. Vipandikizi vya tishu za uke, vilivyokuzwa kwenye maabara kutoka kwa misuli na seli za epithelial za wagonjwa, sio tu zilichukua mizizi kwa mafanikio, kutengeneza mishipa na mishipa ya damu, lakini pia hufanya kazi kama kawaida kwa miaka 10.

Viungo ngumu zaidi kwa biomedicine hubaki moyo na figo, ambazo zina uhifadhi wa ndani na mfumo. mishipa ya damu. Ukuaji wa ini nzima ya bandia bado ni mbali, lakini vipande vya tishu vya ini vya binadamu tayari vimepatikana kwa kutumia njia ya kukua kwenye tumbo la polima zinazoweza kuharibika. Na ingawa mafanikio ni dhahiri, uingizwaji wa hizo ni muhimu viungo muhimu, kama moyo au ini, wenzao waliokua bado ni suala la siku zijazo, ingawa, labda, sio mbali sana.

Matrices kwa viungo

Matrices ya sifongo yasiyo ya kusuka kwa viungo yanafanywa kutoka kwa polima zinazoweza kuharibika za asidi ya lactic na glycolic, polylactone na vitu vingine vingi. Pia kuna matarajio makubwa ya matrices kama gel, ambayo, pamoja na virutubisho, sababu za ukuaji na vishawishi vingine vya utofautishaji wa seli vinaweza kuletwa kwa namna ya mosai ya pande tatu inayolingana na muundo wa chombo cha baadaye. Na wakati chombo hiki kinapoundwa, gel hupasuka bila ya kufuatilia. Ili kuunda scaffold, polydimethylsiloxane pia hutumiwa, ambayo inaweza kuwa na seli za tishu yoyote.

Teknolojia ya kimsingi ya viungo vya kukua, au uhandisi wa tishu, ni kutumia seli shina za kiinitete kupata tishu maalum.

Hatua inayofuata ni bitana uso wa ndani polima na seli ambazo hazijakomaa, ambazo huunda kuta za mishipa ya damu. Zaidi ya hayo, seli nyingine za tishu zinazohitajika, zinapoongezeka, zitachukua nafasi ya matrix inayoweza kuharibika. Matumizi ya scaffold ya wafadhili ambayo huamua sura na muundo wa chombo inachukuliwa kuwa ya kuahidi. Katika majaribio, moyo wa panya uliwekwa katika suluhisho maalum, ambalo seli za tishu za misuli ya moyo ziliondolewa, na kuacha tishu nyingine zikiwa sawa. Kiunzi kilichosafishwa kiliwekwa na seli mpya za misuli ya moyo na kuwekwa katika hali inayoiga hali ya mwili. Katika siku nne tu, chembe hizo zilikuwa zimeongezeka vya kutosha kuanza kugandamiza tishu mpya, na siku nane baadaye, moyo uliojengwa upya ulikuwa ukisukuma damu. Njia hiyo hiyo ilitumiwa kukua kwenye mfumo wa wafadhili ini mpya, ambayo baadaye ilipandikizwa kwenye mwili wa panya.

Teknolojia ya Kukuza Kiungo cha Msingi

Labda hakuna tishu moja ya kibaolojia ambayo haijajaribiwa kuunganishwa. sayansi ya kisasa. Teknolojia ya kimsingi ya viungo vya kukua, au uhandisi wa tishu, ni kutumia seli shina za kiinitete kupata tishu maalum. Seli hizi huwekwa ndani ya muundo wa tishu unganishi unaojumuisha protini ya kolajeni.

Matrix ya collagen inaweza kupatikana kwa kusafisha seli kutoka kwa tishu za kibaolojia za wafadhili au kuunda kwa njia za bandia kutoka kwa polima zinazoweza kuharibika au keramik maalum, ikiwa tunazungumza kuhusu mifupa. Mbali na seli, tumbo hudungwa virutubisho na mambo ya ukuaji, baada ya hapo seli huunda chombo kizima au kipande chake. Katika bioreactor, iliwezekana kukua tishu za misuli na mfumo wa mzunguko tayari.

Viungo ngumu zaidi kwa biomedicine hubaki moyo na figo, ambazo zina uhifadhi wa ndani na mfumo wa mishipa ya damu.

Seli za shina za embryonic za binadamu zilichochewa kutofautisha katika myoblasts, fibroblasts, na seli za endothelial. Kukua kando ya microtubules ya tumbo, seli za endothelial ziliunda vitanda vya capillary, ziligusana na fibroblasts na kuzilazimisha kuzaliwa upya katika tishu laini za misuli. Fibroblasts ilitoa sababu ya ukuaji wa endothelial ya mishipa, ambayo ilichangia maendeleo zaidi mishipa ya damu. Ilipopandikizwa kwenye panya na panya, misuli hiyo iliota mizizi vizuri zaidi kuliko sehemu za tishu zinazojumuisha nyuzi za misuli pekee.

Organelles

Kutumia tamaduni za seli tatu-dimensional, iliwezekana kuunda rahisi, lakini kabisa ini inayofanya kazi mtu. Katika utamaduni wa pamoja wa seli za endothelial na mesenchymal, wakati uwiano fulani unafikiwa, shirika lao la kujitegemea huanza na miundo ya spherical tatu-dimensional huundwa, ambayo ni ini ya ini. Masaa 48 baada ya kupandikizwa kwa vipande hivi kwenye panya, viunganisho na mishipa ya damu huanzishwa, na sehemu zilizowekwa zinaweza kufanya kazi za tabia ya ini. Majaribio yaliyofaulu juu ya uwekaji wa pafu iliyokuzwa kwenye tumbo la wafadhili iliyosafishwa kutoka kwa seli yamefanywa kwa panya.

Kwa kuathiri njia za kuashiria za seli za shina za pluripotent, iliwezekana kupata viungo vya mapafu ya binadamu vinavyojumuisha sehemu za epithelial na mesenchymal na vipengele vya muundo tabia ya tishu za mapafu. Viinitete vya submandibular vilivyotengenezwa kwa bioengineered tezi za mate, imejengwa katika vitro, baada ya kupandikizwa, wana uwezo wa kuendeleza kuwa tezi ya kukomaa kwa kuundwa kwa michakato ya pampiniform na epithelium ya misuli na innervation.

Viungo vya 3D vya mboni ya jicho na retina yenye seli za photoreceptor: vijiti na koni zimetengenezwa. mboni ya jicho ilikuzwa kutoka kwa seli za kiinitete za chura zisizotofautishwa na kupandikizwa kwenye tundu la jicho la kiluwiluwi. Wiki moja baada ya operesheni, hapakuwa na dalili za kukataa, na uchambuzi ulionyesha kuwa jicho jipya liliunganishwa kikamilifu mfumo wa neva na ina uwezo wa kupitisha msukumo wa neva.

Na mnamo 2000, data juu ya uundaji wa mboni za macho iliyokuzwa kutoka kwa seli za kiinitete ambazo hazijatofautishwa. ukulima tishu za neva ngumu zaidi kwa sababu ya aina mbalimbali za seli zake zinazounda na shirika lao changamano la anga. Hata hivyo, hadi sasa, kuna uzoefu wa mafanikio wa kukua adenohypophysis ya panya kutoka kwa mkusanyiko wa seli za shina. Utamaduni wa pande tatu wa oganeli za seli za ubongo zilizopatikana kutoka kwa seli shina za pluripotent zimeundwa.

viungo vilivyochapishwa

Uzalishaji wa serial wa bioprinters tayari umezinduliwa, ambayo, safu kwa safu, huchapisha tishu hai na viungo vya sura iliyopewa tatu-dimensional. Printer ina uwezo wa kutumia seli hai kwa kasi ya juu kwa substrate yoyote inayofaa, ambayo ni gel thermoreversible. Kwa joto chini ya 20 ° C, ni kioevu, na inapokanzwa zaidi ya 32 ° C, huimarisha. Zaidi ya hayo, uchapishaji unafanywa "kutoka kwa nyenzo za mteja", yaani, kutoka kwa ufumbuzi wa tamaduni za seli zilizopandwa kutoka kwa seli za mgonjwa. Seli zilizopulizwa na kichapishi hukua pamoja baada ya muda. Tabaka nyembamba zaidi za gel hutoa nguvu kwa muundo, na kisha gel inaweza kuondolewa kwa urahisi na maji. Hata hivyo, ili kuwa na uwezo wa kuunda chombo kinachofanya kazi kilicho na seli za aina kadhaa kwa njia hii, idadi ya matatizo lazima kushinda. Utaratibu wa udhibiti ambao seli za kugawanya huunda muundo sahihi bado haujaeleweka kikamilifu. Hata hivyo, inaonekana kwamba licha ya ugumu wa kazi hizi, bado zinaweza kutatuliwa na tuna kila sababu ya kuamini katika maendeleo ya haraka ya aina mpya ya dawa.

Usalama wa kibayolojia wa matumizi ya seli za pluripotent

Mengi yanatarajiwa kutoka kwa dawa ya kuzaliwa upya, na wakati huo huo, maendeleo ya eneo hili hutoa masuala mengi ya maadili, maadili, matibabu na udhibiti. Suala muhimu sana ni usalama wa viumbe hai wa matumizi ya seli za shina za pluripotent. Tayari tumejifunza jinsi ya kupanga upya seli za damu na ngozi kwa usaidizi wa vipengele vya maandishi kwenye seli za shina za pluripotent. Tamaduni zinazotokana na seli za shina za mgonjwa zinaweza baadaye kuendeleza kuwa neurons, tishu ngozi, seli za damu na ini. Ikumbukwe kwamba kwa watu wazima mwili wenye afya hakuna seli za pluripotent, lakini zinaweza kutokea kwa hiari katika sarcoma na teratocarcinoma. Ipasavyo, ikiwa seli za pluripotent au seli zilizo na kuongezeka kwa wingi huletwa ndani ya mwili, zinaweza kusababisha ukuaji. tumors mbaya. Kwa hiyo, imani kamili inahitajika kwamba biomaterial iliyopandikizwa kwa mgonjwa haina seli hizo. Teknolojia sasa zinatengenezwa ambazo huruhusu uzalishaji wa moja kwa moja wa seli za tishu za aina fulani, kupita hali ya wingi.

Katika karne ya 21 Pamoja na maendeleo ya teknolojia mpya, dawa lazima iende kwa ubora ngazi mpya, ambayo itawawezesha "kutengeneza" kwa wakati wa mwili unaoathiriwa na ugonjwa mbaya au mabadiliko yanayohusiana na umri. Ningependa kuamini kwamba hivi karibuni viungo vya kukua moja kwa moja kwenye chumba cha upasuaji kutoka kwa seli za mgonjwa itakuwa rahisi kama maua katika greenhouses. Tumaini hilo linaimarishwa na ukweli kwamba teknolojia za kukuza tishu tayari zinafanya kazi katika dawa na kuokoa maisha.

Viwango vya baada ya viwanda vya maendeleo ya wanadamu, ambayo ni sayansi na teknolojia, ni kubwa sana hivi kwamba haikuweza kufikiria miaka 100 iliyopita. Yale ambayo yalikuwa yakisomwa tu katika hadithi za kisayansi maarufu sasa yameonekana katika ulimwengu wa kweli.

Kiwango cha maendeleo ya dawa katika karne ya 21 ni ya juu zaidi kuliko hapo awali. Magonjwa ambayo yalionekana kuwa mauti siku za nyuma yanatibiwa kwa mafanikio leo. Hata hivyo, matatizo ya oncology, UKIMWI na magonjwa mengine mengi bado hayajatatuliwa. Kwa bahati nzuri, katika siku za usoni kutakuwa na suluhisho la matatizo haya, moja ambayo itakuwa kilimo cha viungo vya binadamu.

Misingi ya bioengineering

Sayansi, kwa kutumia msingi wa habari wa biolojia na kutumia mbinu za uchambuzi na synthetic kutatua matatizo yake, ilianza si muda mrefu uliopita. Tofauti na uhandisi wa kawaida, ambao hutumia sayansi ya kiufundi, haswa hisabati na fizikia, kwa shughuli zake, uhandisi wa kibaolojia huenda zaidi na hutumia. mbinu za ubunifu kwa namna ya biolojia ya molekuli.

Moja ya kazi kuu ya wapya minted nyanja ya kisayansi na kiufundi ni kilimo cha viungo bandia katika hali ya maabara kwa madhumuni ya kupandikizwa kwao zaidi kwenye mwili wa mgonjwa ambaye kiungo chake kimeshindwa kutokana na kuharibika au kuharibika. Kulingana na tatu-dimensional miundo ya seli, wanasayansi waliweza kuendeleza katika utafiti wa ushawishi wa magonjwa mbalimbali na virusi kwenye shughuli za viungo vya binadamu.

Kwa bahati mbaya, hadi sasa hizi sio viungo vilivyojaa, lakini ni organoids tu - msingi, mkusanyiko ambao haujakamilika wa seli na tishu ambazo zinaweza kutumika tu kama sampuli za majaribio. Utendaji wao na uwezo wa kuishi hujaribiwa kwa wanyama wa majaribio, haswa kwenye panya tofauti.

Rejea ya historia. upandikizaji

Ukuaji wa bioengineering kama sayansi ulitanguliwa na muda mrefu maendeleo ya biolojia na sayansi zingine, madhumuni yake ambayo yalikuwa kusoma mwili wa binadamu. Mapema mwanzoni mwa karne ya 20, kupandikiza kulipata msukumo kwa maendeleo yake, kazi ambayo ilikuwa kusoma uwezekano wa kupandikiza chombo cha wafadhili kwa mtu mwingine. Uundaji wa mbinu zinazoweza kuhifadhi viungo vya wafadhili kwa muda, na vile vile uwepo wa uzoefu na mipango ya kina ya upandikizaji, iliruhusu madaktari wa upasuaji kutoka kote ulimwenguni kupandikiza viungo kama vile moyo, mapafu na figo mwishoni mwa miaka ya 60. .

Juu ya wakati huu Kanuni ya kupandikiza ni nzuri zaidi wakati mgonjwa yuko katika hatari ya kufa. Tatizo kuu liko ndani uhaba mkubwa viungo vya wafadhili. Wagonjwa wanaweza kungojea zamu yao kwa miaka, bila kungojea. Kwa kuongeza, kuna hatari kubwa ukweli kwamba chombo cha wafadhili kilichopandikizwa hakiwezi kuchukua mizizi katika mwili wa mpokeaji, tangu mfumo wa kinga mgonjwa, atatendewa kama kitu kigeni. Kinyume na jambo hili, dawa za kukandamiza kinga zilivumbuliwa, ambazo, hata hivyo, zinalemaza badala ya kuponya - kinga ya binadamu inadhoofika sana.

Faida za uumbaji wa bandia juu ya kupandikiza

Moja ya tofauti kuu za ushindani kati ya njia ya kukua viungo na kupandikiza kutoka kwa wafadhili ni kwamba, chini ya hali ya maabara, viungo vinaweza kuzalishwa kwa misingi ya tishu na seli za mpokeaji wa baadaye. Kimsingi, seli za shina hutumiwa, ambazo zina uwezo wa kutofautisha katika seli za tishu fulani. Utaratibu huu mwanasayansi anaweza kudhibiti kutoka nje, ambayo hupunguza kwa kiasi kikubwa hatari ya kukataliwa kwa chombo na mfumo wa kinga ya binadamu.

Aidha, kwa msaada wa njia ya kilimo cha chombo cha bandia, inawezekana kuzalisha idadi isiyo na ukomo wao, na hivyo kukidhi mahitaji muhimu ya mamilioni ya watu. Kanuni ya uzalishaji wa wingi itapunguza kwa kiasi kikubwa bei ya viungo, kuokoa mamilioni ya maisha na kuongeza kwa kiasi kikubwa maisha ya binadamu na kurudisha nyuma tarehe yake. kifo cha kibaolojia.

Mafanikio katika bioengineering

Hadi sasa, wanasayansi wana uwezo wa kukuza misingi ya viungo vya baadaye - organelles ambayo wao mtihani magonjwa mbalimbali, virusi na maambukizi ili kufuatilia mchakato wa maambukizi na kuendeleza hatua za kupinga. Mafanikio ya utendaji wa organelles ni kuchunguzwa kwa kupandikiza ndani ya miili ya wanyama: sungura, panya.

Inafaa pia kuzingatia kuwa bioengineering imepata mafanikio fulani katika kuunda tishu zilizojaa na hata katika viungo vinavyokua kutoka kwa seli za shina, ambazo, kwa bahati mbaya, bado haziwezi kupandikizwa kwa mtu kwa sababu ya kutoweza kufanya kazi. Hata hivyo, kwa sasa, wanasayansi wamejifunza jinsi ya kuunda bandia ya cartilage, mishipa ya damu na vipengele vingine vya kuunganisha.

Ngozi na mifupa

Sio muda mrefu uliopita, wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Columbia waliweza kuunda kipande cha mfupa sawa na muundo wa pamoja. mandible kuunganisha kwenye msingi wa fuvu. Sehemu hiyo ilipatikana kwa kutumia seli za shina, kama katika ukuzaji wa viungo. Baadaye kidogo, kampuni ya Israeli Bonus BioGroup iliweza kuvumbua mbinu mpya burudani mfupa wa binadamu, ambayo ilijaribiwa kwa mafanikio kwenye panya - mfupa uliokua kwa njia ya bandia ulipandikizwa kwenye moja ya miguu yake. KATIKA kesi hii tena, seli za shina zilitumiwa, pekee zilipatikana kutoka kwa tishu za adipose ya mgonjwa na hatimaye kuwekwa kwenye mfumo wa mfupa wa gel.

Tangu miaka ya 2000, madaktari wamekuwa wakitumia hidrojeni maalum na njia za kuzaliwa upya kwa asili ya ngozi iliyoharibiwa kutibu kuchoma. Mbinu za kisasa za majaribio hufanya iwezekanavyo kuponya kuchomwa kali kwa siku chache. Kinachojulikana kama Bunduki ya Ngozi hunyunyiza mchanganyiko maalum na seli za shina za mgonjwa kwenye uso ulioharibiwa. Pia kuna maendeleo makubwa katika kuunda ngozi ya kufanya kazi imara na mishipa ya damu na lymph.

Hivi majuzi, wanasayansi kutoka Michigan walifanikiwa kukua katika sehemu ya maabara tishu za misuli, ambayo, hata hivyo, ni dhaifu mara mbili kuliko ya awali. Vile vile, wanasayansi huko Ohio waliunda tishu za tumbo za pande tatu ambazo ziliweza kutoa vimeng'enya vyote vinavyohitajika kwa usagaji chakula.

Wanasayansi wa Kijapani wamefanya karibu kutowezekana - wamekua kazi kikamilifu jicho la mwanadamu. Shida ya kupandikiza ni nini cha kushikamana ujasiri wa macho macho kwa ubongo bado haiwezekani. Huko Texas, iliwezekana pia kukuza mapafu kwa bandia kwenye bioreactor, lakini bila mishipa ya damu, ambayo inatia shaka juu ya utendaji wao.

Matarajio ya maendeleo

Haitachukua muda mrefu kabla ya wakati katika historia ambapo itawezekana kupandikiza viungo na tishu nyingi zilizoundwa ndani hali ya bandia. Tayari, wanasayansi kutoka duniani kote wameanzisha miradi, sampuli za majaribio, ambazo baadhi yao si duni kuliko asili. Ngozi, meno, mifupa, kila kitu viungo vya ndani baada ya muda fulani, itawezekana kuunda katika maabara na kuuza kwa watu wanaohitaji.

Teknolojia mpya pia zinaharakisha maendeleo ya bioengineering. Uchapishaji wa 3D, ambao umeenea katika maeneo mengi ya maisha ya binadamu, pia utakuwa muhimu katika kukuza viungo vipya. Printa za kibayolojia za 3D zimetumika kwa majaribio tangu 2006, na katika siku zijazo zitaweza kuunda mifano ya pande tatu inayoweza kutekelezeka ya viungo vya kibayolojia kwa kuhamisha tamaduni za seli kwa msingi unaoendana na kibayolojia.

Hitimisho la jumla

Bioengineering kama sayansi, madhumuni yake ambayo ni kilimo cha tishu na viungo kwa ajili ya upandikizaji wao zaidi, ilizaliwa si muda mrefu uliopita. Kasi ya kurukaruka ambayo inafanya maendeleo inaonyeshwa na mafanikio makubwa ambayo yataokoa maisha ya mamilioni ya watu katika siku zijazo.

Mifupa na viungo vya ndani vilivyokua kutoka kwa seli za shina vitaondoa hitaji la viungo vya wafadhili, idadi ambayo tayari iko katika uhaba. Tayari, wanasayansi wana maendeleo mengi, matokeo ambayo hayana tija sana, lakini yana uwezo mkubwa.

Watafiti wameshinda kizuizi katika kuunda manii ya bandia. Watu wa syntetisk huwa ukweli?

Wanasayansi wamekaribia kuunda tena mchakato wa asili ambao mwili hutengeneza manii kutoka kwa seli za shina. Utafiti huo ulikuwa sehemu ya kazi ambayo inaweza hatimaye kutoa matibabu mapya kwa utasa.

Akizungumza katika mkutano wa kila mwaka wa Taasisi ya Maendeleo ya Elimu mjini London, Azeem Surani, mkuu wa utafiti huo, alisema yeye na wenzake wamepita hatua muhimu katika njia ya uzalishaji wa mbegu za kiume katika maabara. Timu inaaminika kuwa nusu ya maendeleo ya seli shina hadi seli changa za manii.

Utafiti huo unaonyesha kwamba siku moja itawezekana kutoa manii na mayai kutoka kwa seli za shina au kutoka kwa seli sawa za ngozi, asante.

Hapo awali, wanasayansi walitumia seli za shina kuunda manii ya panya, ambayo baadaye ilitumiwa kutoa watoto wenye afya.

Hatuwezi kuwa na uhakika kabisa kwamba seli mpya ni spermatozoa iliyojaa. Vyumba vya maabara vina vipima muda vya ukuzaji, kwa hivyo lazima uviruhusu viendelezwe kulingana na wakati wao wa ndani. Azim Surani, mkuu wa utafiti.

Kuna wasiwasi kuhusu matumizi ya manii na mayai yaliyoundwa kwa njia ya bandia, kwani dosari zozote za kijeni zinaweza kupitishwa kwa vizazi vyote vijavyo. Ni nini kisicho na maana, kwa maendeleo na idhini ya teknolojia.

Timu ya Surani inajaribu kufuatilia kwa karibu safari ndefu ya maendeleo ambayo hufanyika katika mwili. Shida kuu ni wakati wa ukuaji wa seli. Ikiwa katika panya mchakato unafanyika katika wiki chache, na mtu kila kitu ni ngumu zaidi.

Katika utafiti wa hivi majuzi, timu yake ilionyesha kuwa wanaweza kufikia takriban alama ya wiki nne ya ukuaji wa mbegu za binadamu. Lakini wanasayansi wanalenga kupanua hii hadi hatua ya wiki nane ya uundaji tofauti wa seli.
Kufikia hili, timu imeunda mayai bandia madogo yanayoitwa gonadal organoids, ambayo yana seli za gonadali (pia zinazokuzwa kwenye maabara) zilizowekwa kwenye jeli.

DNA katika seli za vijidudu lazima ipitie mchakato unaojulikana kama ufutaji. Kuondoa alama za kemikali ambazo zimejengwa ndani ya DNA ya wazazi kupitia mfiduo mazingira. Wengi wa hizi kinachojulikana alama za epigenetic husafishwa mara moja baada ya mbolea ya yai. Hii inapunguza kiwango cha ushawishi uzoefu wa maisha wazazi juu ya biolojia ya watoto. Walakini, uwekaji upya wa data wa pili, wa kina zaidi hutokea wakati seli za shina za embryonic zinageuka kuwa yai au manii.

Shida iliyopo sasa ni kuhakikisha kuwa mbegu na mayai yaliyokuzwa kwenye maabara yanafuata kikamilifu njia ya ukuaji wa seli asilia za mwili. Kwa kushinda kwa mafanikio kwa shida, seli za bandia zitapatikana kwa kutatua shida na utasa, au kwa kilimo kamili cha watu bandia.

Kuboresha hali ya afya ya binadamu, kuokoa maisha, kuongeza muda wake - masuala haya yalikuwa, ni na yatakuwa muhimu zaidi kwa ubinadamu. Ndio maana mada ya kilimo viungo vya bandia nchini Urusi mnamo 2018 inachukua mawazo ya wanasayansi wa Kirusi, iko kwenye ajenda ya Wizara ya Afya na inajadiliwa sana kwenye vyombo vya habari.

Inatoa matumaini makubwa kwamba sekta hiyo dawa ya kisayansi- teknolojia za bioengineering hatimaye zitakuwa na msingi kamili wa kutunga sheria. Hii itawezesha maendeleo, preclinical na tafiti za kliniki, kivitendo tumia bidhaa za seli, zinazoongozwa na kulingana na mfumo wa udhibiti.

Sheria ya Bidhaa za Kiini za Kiini

Jambo kuu kwa wanasayansi na madaktari ni kwamba nchini Urusi tangu Januari 2017 sheria "Juu ya matibabu bidhaa za seli».

Iliundwa kama sehemu ya utekelezaji wa mkakati wa maendeleo ya sayansi nchini Shirikisho la Urusi hadi 2025 na inalenga kudhibiti mahusiano kuhusiana na maendeleo, utafiti, usajili, uzalishaji na udhibiti wa ubora, maombi katika mazoezi ya matibabu bidhaa za seli za matibabu za kibaolojia (BMCP).

Pia, sheria hii itatoa msingi wa kisheria wa kuunda tasnia mpya katika sekta ya afya, ambayo, kwa utengenezaji na utumiaji wa bidhaa ya rununu, itasuluhisha shida za kurejesha kazi na miundo ya tishu za mwili wa binadamu zilizoharibiwa na magonjwa. , majeraha, matatizo wakati wa maendeleo ya fetusi.

lengo kuu sheria ya shirikisho ni kuunganisha suluhu tofauti la shughuli ya mzunguko wa BMCP, ambayo hadi hivi majuzi ilikuwa imegawanyika, haijakamilika na zaidi kinyume cha sheria.

Sasa mashirika na biashara ambazo zilishughulikia bidhaa za kibayolojia kinyume cha sheria zimepooza. Ndiyo maana kupitishwa kwa sheria kulipingwa na vikwazo vingi viliundwa. Matokeo mabaya wale tu ambao walifanya shughuli katika uwanja wa matumizi ya nyenzo za seli kinyume cha sheria, yaani, kukiuka sheria, watahisi kutokana na kupitishwa kwa sheria.

Kwa tasnia kwa ujumla, sheria hutoa njia za kistaarabu za maendeleo, upanuzi wa fursa, na kwa wagonjwa inahakikisha ubora wa juu, bidhaa salama.

Enzi mpya katika dawa

Pamoja na utafiti na maendeleo mbinu za ufanisi matibabu na urejesho wa mwili wa binadamu, Dawa ya Kirusi inafanya kazi kikamilifu katika uundaji wa viungo vya bandia. Mada hii ilianza kushughulikiwa zaidi ya miaka hamsini iliyopita, tangu wakati ambapo mbinu ya kupandikiza viungo vya wafadhili ilipita kutoka kwa nadharia hadi kwa vitendo.

Mchango umeokoa maisha mengi, lakini njia hii ina idadi kubwa ya matatizo - ukosefu wa viungo vya wafadhili, kutofautiana, kukataliwa na mfumo wa kinga. Kwa hivyo, wazo la kukuza viungo vya bandia lilichukuliwa kwa shauku na wanasayansi wa matibabu ulimwenguni kote.

Njia ya kuchukua nafasi ya tishu zilizoharibiwa na bidhaa ya seli ya bandia iliyoletwa kutoka nje, au kwa kuamsha seli za mtu mwenyewe, inategemea uwezekano wa BMCT na uwezo wa kukaa kabisa katika mwili wa mgonjwa. Hii inatoa fursa nzuri za matibabu madhubuti ya magonjwa na kuokoa maisha ya watu wengi.

Hadi sasa, matumizi ya teknolojia ya bioengineering katika dawa imepata matokeo muhimu. Mbinu za kukuza baadhi ya viungo moja kwa moja kwenye mwili wa binadamu na nje ya mwili tayari zimefanyiwa majaribio. Inawezekana kukuza chombo kutoka kwa seli za mtu ambaye kitapandikizwa kwake baadaye.

Utumiaji wa tishu rahisi zilizoundwa bandia tayari unafanyika mazoezi ya kliniki. Kulingana na Yuri Sukhanov. Mkurugenzi Mtendaji Vyama vya wataalam katika teknolojia ya seli za biomedical na dawa ya kuzaliwa upya, wanasayansi wa Kirusi wameandaa idadi ya bidhaa muhimu na muhimu kwa ajili ya kupima.

“Hizi ni chanjo za saratani kulingana na chembe hai za binadamu, dawa za kutibu kisukari kwa kutumia chembechembe zinazozalisha insulini, ambazo zitapandikizwa kwa mgonjwa. Kwa kweli ngozi - kuchoma, majeraha, mguu wa kisukari. Kukua kutoka kwa cartilage, ngozi, cornea, seli za urethra. Na, kwa kweli, chanjo za rununu ndio jambo la kufurahisha na linalofaa zaidi ambalo lipo sasa, "Yuri Sukhanov alisema.

Wanasayansi wa Urusi wameunda ini ya bandia na kufanya majaribio ya awali ya bidhaa hiyo kwa wanyama, ambayo ilionyesha sana. matokeo mazuri. Kipengele cha chombo kilichokua kilipandikizwa ndani tishu zilizoharibiwa ini ya mnyama.

Matokeo yake, seli za ini za bandia zilichangia kuzaliwa upya kwa tishu, na baada ya muda chombo kilichoharibiwa kilirejeshwa kabisa. Hili halikutokea ushawishi mbaya juu ya muda wa maisha ya mnyama wa majaribio.

Dawa ya kuzaliwa upya ni maisha yetu ya baadaye, ambayo yanawekwa leo. Uwezekano wake ni mkubwa sana. Hasa tangu dawa za jadi imefikia kiwango fulani, na sasa haiwezi kutoa mbinu za ufanisi matibabu ya magonjwa mengi hatari ambayo hugharimu mamilioni ya maisha.

Sayansi ya matibabu inahitaji mapinduzi, mafanikio yenye nguvu, ambayo yatakuwa ujio wa teknolojia za seli. kushinda magonjwa yasiyotibika kupunguza muda na gharama ya matibabu, kuwezesha kumudu kuchukua nafasi ya kiungo kilichopotea au kisichoweza kutumika na hivyo kuokoa na kuongeza maisha - yote haya yanatupa tasnia mpya ya kuahidi. sayansi ya matibabu- uhandisi wa tishu.

Sheria "Juu ya Bidhaa za Kijamii za Kiini", iliyopitishwa mnamo 2017, ilianza kufanya kazi kikamilifu. Na sasa wanasayansi wana fursa nyingi zaidi za utafiti mpya na uvumbuzi katika uwanja wa teknolojia ya seli na kilimo cha viungo vya bandia nchini Urusi.

Operesheni ya kwanza ya kupandikiza viungo kutoka kwa seli za mgonjwa mwenyewe itafanyika huko Krasnodar, na sasa maandalizi ya mwisho yake yanakamilika. Kwa jumla, upandikizaji kama huo umefanywa ulimwenguni, wakati kwa madaktari wa upasuaji wa Kirusi hii ni uzoefu wa kwanza. Hapo awali, viungo vya wafadhili pekee vilipandikizwa nchini.

"Hii ni trachea iliyokuzwa kwa njia bandia, ambayo pia itawekwa na seli za mgonjwa," anaelezea. daktari mkuu Mkoa wa Krasnodar hospitali ya kliniki Nambari ya 1 Vladimir Porkhanov.

Mfumo wa chombo cha baadaye ulijengwa katika maabara ya Amerika na Uswidi kutoka kwa nyenzo za nanocomposite.

Hii ni nakala halisi ya trachea ya mgonjwa anayehitaji upasuaji. Kwa nje, inaonekana kama bomba iliyotengenezwa kwa plastiki ya elastic, ambayo madaktari hupanda seli za mgonjwa zilizotengwa kutoka kwao. uboho. Katika siku 2-3, msingi wa trachea huundwa. Mwili wa mgonjwa sio tu haukataa, lakini kinyume chake, chombo kilichopandikizwa yenyewe huanza kukabiliana na hali mpya.

"Kisha chembe zitajitofautisha, zitengeneze mazingira yao madogo-madogo, zitatokeza tishu. Baada ya yote, chembe, ikiwa hai, michakato mingi hufanyika ndani yake. Hili litafanyika katika mwili wako," asema mtaalamu wa transfusiologist, mfanyakazi wa maabara ya kilimo. Hospitali ya Kliniki ya Mkoa wa Krasnodar No. 1 Irina Gilevich.

Paolo Macchiarini anasoma kozi ya upasuaji wa siku zijazo na madaktari wa upasuaji wa hospitali ya Krasnodar hatua kwa hatua. Yeye ndiye mwandishi wa mbinu ya kupandikiza trachea iliyokua bandia. Operesheni ya kwanza ilifanyika mwaka jana nchini Uswidi. Ilichukua masaa 12. Upandikizaji huu utachukua muda gani, madaktari hawasemi. Baada ya yote, kwa mara ya kwanza duniani, si tu trachea ya bandia, lakini pia sehemu ya larynx itapandikizwa.

"Wakati wa operesheni, utaftaji utafanywa na nzima tishu kovu, yaani, itakuwa muhimu kuondoa sehemu ya larynx, kisha cavity itatolewa na kuweka trachea mahali hapa. Ni ngumu sana, kwa sababu karibu kamba za sauti", - anaelezea Paolo Macchiarini, profesa wa upasuaji wa kuzaliwa upya katika Taasisi ya Karolinska (Sweden).

Viungo vya bandia vitapandikizwa kwa wagonjwa wawili. Hawa ni watu ambao walipata majeraha ya tracheal miaka kadhaa iliyopita. Wakati huu, alipata operesheni nyingi, baada ya hapo hakukuwa na uboreshaji. Kupandikiza kwa wagonjwa kama hao ndio nafasi pekee ya kupona na maisha kamili.

Hadi sasa, maisha ya wagonjwa yamepangwa na hasa yanajumuisha marufuku: huwezi kuogelea, huwezi kuzungumza na hata kucheka. Njia za hewa zimefunguliwa, kuna tracheostomy kwenye koo - tube maalum ambayo wagonjwa sasa wanapumua.

"Baada ya upasuaji huu, mgonjwa ataweza kuzungumza na kupumua kwa utulivu peke yake," anasema Paolo Macchiarini.

Katika siku zijazo, scaffolds kwa viungo vya bandia imepangwa kuundwa nchini Urusi pia. Profesa Macchiarini, pamoja na Chuo Kikuu cha Tiba cha Kuban, walishinda ruzuku kubwa ya serikali kufanya kazi ya utafiti kwa kuzaliwa upya kwa tishu njia ya upumuaji na rahisi. Sasa maabara inajengwa kwenye eneo la chuo kikuu, ambapo wanasayansi watasoma taratibu za kuzaliwa upya.

"Hapa watatafuta mbinu na teknolojia za kutengwa kwa seli, seli za mbegu kwenye scaffolds hizi, seli zinazokua na kufanyia kazi wakati wa kisayansi," anasema rekta wa Jimbo la Kuban. chuo kikuu cha matibabu Sergey Alekseenko.

Matokeo ya utafiti wa wanasayansi yatarahisisha maisha kwa wagonjwa mahututi, hawatakiwi tena kusubiri mtoaji anayefaa. Katika siku zijazo, wanasayansi wanapanga kutumia mbinu sawa ya kupandikiza ngozi, mishipa ya bandia, valves ya moyo na viungo ngumu zaidi.

Katika siku moja mfanyakazi wa matibabu, ambayo inaadhimishwa leo, saa 17:20 Channel One itaonyesha sherehe ya kutoa tuzo ya kitaifa "Vocation". Yeye ni tuzo madaktari bora kwa mafanikio makubwa.