Антъни Атала, отгледал първия човешки орган в лаборатория, пред Economy.bg
Гуруто на регенеративната медицина. Така наричат д-р Антъни Атала. В лабораторията си той отглежда човешки тъкани и органи – от мускули и кръвоносни съдове до ухо, пикочни мехури и много други. Атала е директор на института Wake Forest за регенеративна медицина. Преди дни авторитетното списание Foreign Policy го включи в класацията си за Global Thinker на 2017. Хирургът иска да реши проблема с недостига на донори на органи. През 2011 в TED презентация той представи 3D принтер, който използва живи клетки, за да възпроизведе бъбрек за трансплантиране. В момента в лабораторията на Атала се проектират тъкани и органи за присаждане за над 40 различни области от човешкото тяло.
Economy.bg се свърза с прочутия хирург, за да разбере повече за потенциала на технологията и кога ще можем да си „отгледаме“ сърце, бъбрек или дробове.
Д-р Атала, какъв е потенциалът на 3D принтирането на органи?
3D принтирането на органи може да подобри значително живота на хората. Изчислено е, че на всеки 30 секунди умира човек заради заболяване, което може да бъде излекувано чрез присаждане на тъкани. Просто няма достатъчно донори на тъкани и органи, които да посрещнат търсенето. Регенеративната медицина дава надеждата, че създаването на „резервни“ органи в лаборатория може да реши проблема с този недостиг. И понеже тези органи ще бъдат проектирани от клетките на самия пациент, ще се избегне проблемът с отхвърлянето на органите от донора.
Какви са предизвикателствата пред вас?
Вече сме имплантирали тъкани и органи в пациенти, но те са създадени в лабораторията на ръка. За да направим тези лечения по-широко достъпни, трябва да ускорим процеса на „производството“ им. Една от възможностите за тази цел е именно 3D принтирането. В продължение на много години нашите учени създадоха Интегрирана система за принтиране на тъкани и органи (ITOP). Проучванията ни по отношение на ITOP доказаха, че е възможно да принтираме човешки тъканни структури. Оптимизирахме „мастилото“ на водна основа, в което са клетките, така че да могат да се развиват. Принтирахме решетка от микроканали през структурите, която позволява на хранителните вещества и кислорода от тялото да проникнат из структурите, което ги поддържа здрави, докато се създаде система от кръвоносни съдове.
Каква е крайната ви цел?
Мисията на нашия Институт е да разработи терапии, базирани на регенеративната медицина, за да подобрим живота на пациентите. Крайната ни цел е до допринесем за решаване на проблема с недостига на тъкани и органи от донори за трансплантации.
Какви органи и тъкани можете да „отпечатате“ в момента?
Екипът ни работи по различни тъкани и органи, включително трахеи, кости, хрущяли, мускули, бъбрек и ухо. Изследването ни показа, че 3D принтираната кост, мускул и хрущялни структури, когато бъдат имплантирани в животни, успяват да създадат система от нерви и кръвоносни съдове, които се интегрират в тялото. Всички те са още на ниво проучвания и още не са готови да бъдат имплантирани в пациенти.
Кога проектираните от вас тъкани и органи могат да се използват при пациенти?
Част от проектираните от нас в лаборатория тъкани и органи вече са използвани клинично при пациенти, но като част от проучвания, за да се докаже тяхната приложимост. Голяма част от работата ни все още е във фаза на предклинично проучване, но вървим към по-голям напредък.
Кога смятате, че ще имаме готови сърце, бъбрек или дробове?
Все още не сме успели да проектираме по-комплексните солидни органи като бъбрек, черен дроб и сърце. Предизвикателството при тях е най-голямо заради наличието на много клетки и високата нужда от кислород. Не правим прогнози колко скоро може да станат достъпни тези органи, защото науката сама по себе си е непредвидима.
Кога ще са достъпни създадените от вас в лабораторни условия пениси за мъжете?
Екипът ни работи по система за замяна на увредена еректилна тъкан. В момента за мъжете с вродени аномалии или увредени, или болни еректилни тъкани има налице възстановителни процедури. С тези операции обаче нормалната еректилна функция не е възможна. При лечението, което разработваме в Института, еректилната тъкан на донор се използва като „скеле“. Клетките от тази тъкан се премахват и се заменят с клетките на пациента. Тази еректилна тъкан може да се използва като част от възстановителната операция за нов пенис. Както можете да си представите, това е една много сложна операция.
Какво е мнението Ви за 3D-принтираните яйчници? По-рано тази година станахме свидетели как мишка роди успешно благодарение на подобна трансплантация. Кога тази технология може да стане достъпна за жените?
Учени от Института Wake Forest, САЩ, наскоро обявиха, че ново проучване с мишки предполага възможността да бъдат създадени изкуствени яйчници в лаборатория. Така ще се осигури по-безопасна и по-естествена хормонална заместителна терапия за жените. Екипът изследователи предполага, че базираната на клетки система на хормонални заместители е по-добра алтернатива на лекарствата заради способността й да съчетава дозата с нуждите на тялото. Освен това тя е съвместима с настоящите указания в САЩ и Европа, които препоръчват най-ниските възможни дози на хормонална заместителна терапия. Трябва да се докаже дали лечението е ефективно при жените и дали донорни клетки са безопасна алтернатива.
Вижте как работи 3D-принтерът за тъкани и органи на Атала:
Какво представлява проектът ви body on a chip?
Проектът „тяло върху чип“ е по същество миниатюра на човешките органи с цел да се моделира отговорът на тялото на вредни агенти и да се разработят възможни терапии. Човешките клетки се използват, за да се създадат миниатюрни органоподобни структури, които имитират функцията на сърцето, на черния дроб, на белите дробове, на кръвоносните съдове и т.н. Поставени на 2-инчов чип, тези структури се свързват със система от течни канали и сензори, за да осигурят онлайн мониторинг на отделните органи и на цялата система от органи. Проектът се подкрепя от Агенцията за противодействие на оръжията за масово поразяване (Defense Threat Reduction Agency) към Министерство на отбраната. Целта е да се тества как реагира тялото на химично и биологично оръжие, но също може да се използва, за да се тества ефектът на нови лекарства.
Как този проект може да помогне на хора, болни от рак?
Освен разработките ни на системи с миниатюрни органи, ние работим и по проект „тумори на чип“. Използваме собствените ракови клетки на пациент, за да отгледаме ракови клетки в лаборатория. Целта е да предвидим как ще реагира пациентът на дадена терапия, така че да се оптимизира лечението му. Моделът също помага да се предвиди къде вероятно ще се разпространи туморът в тялото на пациента.
Как виждате бъдещето на регенеративната медицина?
Бъдещето на медицината, особено на регенеративната медицина, е много вълнуващо. В нашия Институт ние работим по разработване на клетъчни терапии, както и тъкани и органи за присаждане за над 40 различни области от тялото. Проектите варират от кръвоносни съдове, през бъбреци до клетъчни терапии за бели дробове и хемофилия. Работим по различни стратегии, включително 3D биопринтиране, с цел да придвижим напред проектите ни до достигане на крайната ни цел – да подобрим живота на пациентите.
Ако способността на човек да се регенерира, крие потенциала към обновяване на увредени тъкани и органи, то какъв ефект смятате, че ще има това върху начина, по който възприемаме остаряването и смъртта?
Ние работим по регенеративната медицина с цел да подобрим живота на хората. Целта не е задължително да се удължи животът, а да се облекчи страданието. Например, ако някой страда от бъбречна недостатъчност, ние се надяваме, че ще можем да проектираме нов бъбрек от неговите собствени клетки, което означава, че няма да има отхвърляне и няма да има нужда от лекарства, които да предотвратяват отхвърлянето.
Интервю: Детелина Калфова
