https://frosthead.com

Organer laget på bestilling

Anthony Atala jobber i fremtidens kroppsbutikk. Han er direktør for Wake Forest Institute for Regenerative Medicine i Winston-Salem, Nord-Carolina, og han og kollegene bruker menneskelige celler for å vokse muskler, blodkar, hud og til og med en komplett urinblære. Mye av arbeidet er eksperimentelt og har ennå ikke blitt testet på humane pasienter, men Atala har implantert laboratorievoksne blærer i mer enn to dusin barn og unge voksne født med mangelfulle blærer som ikke tømmes ordentlig, en tilstand som kan forårsake nyreskade. Blærene var de første laboratoriegenererte menneskelige organer som ble implantert i mennesker. Hvis de fortsetter å prestere godt i kliniske tester, kan behandlingen bli standard ikke bare for fødselsdefekter i blæren, men også for kreft i blæren og andre forhold.

Atala og medarbeidere lager reservedeler av pasientenes egne råvarer. For å produsere en blære, fjerner de et lite stykke av pasientens organ og skiller ut muskelceller og uroteleceller, som linjer urinveiene. De legger cellene i labfat og bader hver type i en væske som ber dem om å formere seg. Etter seks uker er det nok levende celler for en hel blære. Forskerne heller deretter muskelcellene på utsiden av et stillas laget av kollagen, proteinet i bindevevet og polyglykolsyre, et materiale som brukes i absorberbare suturer. To dager senere dekker de innsiden av stillaset med urotelceller. Den nye blæren pleies i en inkubator som etterligner kroppens forhold, slik at cellene kan vokse og strikke sammen. Blæren blir deretter implantert i en pasient, der stillaset gradvis løses opp. Forskerne har standardisert prosedyren om blæredyrking, sier Atala med et smil, og lager nå "små, mellomstore, store og ekstra store størrelser."

Regenerativ medisin sine en gang ville ideer blir fort virkelighet. Sent i fjor begynte Organovo, et bioteknologiselskap i San Diego, å distribuere den første kommersielt tilgjengelige skriveren til kroppsdeler. Ja, du har lest riktig: en skriver for kroppsdeler. Ved å bruke den samme ideen som en blekkskriver skriver den laserledede dråper med celler og stillasmateriale på en bevegelig plattform. Med hver passering av skriverhodet synker plattformen, og det avsatte materialet bygger gradvis opp et 3D-stykke vev. Regenerative medisinlaboratorier over hele verden har avhengig av skriveren for å generere deler av hud, muskler og blodkar. Atalas laboratorium har brukt teknologien til å konstruere et hjerte med to kammer i omtrent 40 minutter.

Atala og kollegene har også klart å lage lab-bygde nyrer som produserer urin når de blir implantert i forsøksdyr. Og i løpet av noen få år, sier han, kunne menneskelig hud lokkes til å vokse på et laboratorium og gis til brennoffer og andre pasienter som i dag må gjennomgå smertefulle hudtransplantasjoner.

Organer som dyrkes utenfor kroppen vil forandre medisin, spår Atala, men sporrende reparasjon og gjenvekst i kroppen vil være like viktig. Han og andre forskere ser for seg å injisere sunne celler og vekstfremkallende molekyler i syke eller skadde lunger, lever og hjerter, og be dem gjenopprette. Så er det den ultimate utfordringen: Kunne en pasient en dag vokse tilbake en hel lem?

"Det er ikke utenfor muligheten, " sier Atala. “Hvis en salamander kan gjøre det, hvorfor kan ikke et menneske?” Forskere nærmer seg forståelsen av de subtile genetiske og fysiologiske prosessene som gjør at salamandere kan gjenopprette lemmene fra bunnen av. Flere ledetråder kommer fra labmus som har en genetisk mutasjon som gjør at de delvis kan gjengrodde avskårne sifre.

Vil leger 40 år fra nå kunne hjelpe mennesker med å gjenvinne skåret ryggmarg, ødelagte hjerter eller til og med mistet lemmer? Atala sier at han er optimistisk: "De tingene som er mulig i dag, var en drøm for 20 år siden."

Gretchen Vogel bor i Berlin og skriver for Science .

Anthony Atala, direktør for Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, har standardisert prosedyren for blæredyrking. (Wake Forest University Baptist Medical Center) Ved hjelp av stillaser og pasientens egne celler som er dyrket i et laboratorium, bygger forskere nye kroppsdeler. (Wake Forest University Baptist Medical Center) En hjerteklaff som utøves på laboratoriet før implantasjon. (Wake Forest University Baptist Medical Center) En blære som ligner de som testes hos mennesker. (Wake Forest University Baptist Medical Center)
Organer laget på bestilling