211service.com
Kunne vi lave nye organer?
Lige nu mere end 120.000 mennesker i USA kræver en organtransplantation for at overleve, men der er langt færre donorer - i januar blev der for eksempel kun udført 2.577 transplantationer. Det er grunden til, at nogle videnskabsmænd har undersøgt muligheden for at bruge 3-D-print eller relaterede teknologier til at lave organer i løbet af få dage. Dette ville ikke kun mindske kløften mellem udbud og efterspørgsel, men det kunne helt eliminere behovet for donorer. Og hvis de er bygget ved hjælp af en patients egne celler, kan printbare organer også reducere risikoen for transplantatafstødning.
Forskere er ikke tæt på dette mål, men de tager skridt i den rigtige retning - såsom at udskrive nøjagtige modeller af organformer og bygge passager til blodgennemstrømning.
Bio-blæk
Forskning i organer, der kan udskrives, falder inden for det bredere felt af bioprint: udskrivning af enhver levende struktur lavet af celler. Det mest grundlæggende niveau af organdesign begynder med meget tyndt, trykt væv, der kan bruges til at skabe et stillads, en model af et organ, der endnu ikke kan fungere alene, men er mere end blot en plastikkopi. I deres tidlige dage blev trykte stilladser lavet af et syntetisk materiale, og levende celler blev tilføjet senere. Men i begyndelsen af 2000'erne hjalp Anthony Atala, direktør for Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, med at strømline denne proces ved at udvikle en 3-D-printer, der kunne deponere den gummiagtige, syntetiske model med væv, der allerede var lagt på.
Efterhånden som forskningen i bioprint skubber frem, er den store udfordring ikke længere blot at skabe disse organlignende strukturer, men snarere at holde dem i live. Celler er inkorporeret i bio-blæk, der udskrives lag for lag for at skabe et skår af levende væv. Det er den samme idé bag frem-og-tilbage-bevægelsen af en blækpatron i en traditionel printer. Men kun celler trykt på de yderste lag af vævet kan frit få adgang til ilt og uddrive affald - processer, der er afgørende for cellernes overlevelse. Celler på de inderste lag kvæles og dør.
Løsningen er at udskrive ikke bare et stillads, men også et vævs vaskulatur - et system af stadigt mindre veje, der kan nå de inderste lag af celler, levere blod og ilt og transportere affald væk.
Inkrementelle fremskridt
I 2014 begyndte Jennifer Lewis, en professor i biologisk inspireret teknik ved Harvard University, med succes at udskrive vaskulatur i sit laboratorium. Hovedfokus for Lewis' forskning for nu er på at bruge 3-D-printet væv udstyret med blodkar til at teste potentielle lægemidler for kemisk toksicitet i levende væv.
I håb om at tage endnu et skridt hen imod at printe et fuldt fungerende organ, arbejder Lewis på at printe små områder af organer. Lige nu er hun ved at designe nefroner, de små enheder, der udgør nyren: de tillader organet at fjerne affald fra kroppen og filtrere blod, blandt andre vitale processer. Før Lewis kan udskrive en nyre, skal hun finde ud af, hvordan man udskriver en enkelt nefron. Men det er i bedste fald stadig kun en milliontedel af en nyre, advarer hun. Det er den skala, som dette felt er på lige nu.
Jeg tror personligt på, at orgeltryk på dette tidspunkt i historien er som et måneskud, siger Lewis. Vi burde køre mod det mål, ingen tvivl om det, men vi er langt væk. Vi er virkelig langt væk.
Takeaway:
Der vil i bedste fald gå årtier, før et syntetisk, trykt organ kan transplanteres til et menneske.
Har du et stort spørgsmål? Send forslag til [email protected].