Добиться цели удалось благодаря модификации принтера и изобретению уникальных биочернил. Рывок баварских исследователей предвещает революцию в медицине.

Группа исследователей Технического университета Мюнхена и Университета Людвига-Максимилиана открыла способ создания человеческих органов из живых клеток, который называется био-принтинг. Концепцию, которая кому-то может показаться научной фантастикой, баварские ученые считают вполне реализуемой на практике. Клетки из тазовой кости пациента и пара часов работы так называемого биопринтера – вот все, что потребуется, чтобы создать, к примеру, искусственное сердце для умирающего больного. Эксперты считают, что разработанная в Мюнхене методика способна произвести революцию в мире медицины и спасти многие тысячи человеческих жизней.

Очереди на трансплантацию сегодня только в Германии ждут больше десяти тысяч человек. При этом из-за острого дефицита донорских органов надежду на спасение обретет лишь каждый третий из этого списка. Человеческие "запчасти" же из био-принтера, кроме того что можно наилучшим образом "подогнать" к параметрам тела пациента, еще и обладают практически неисчерпаемым ресурсом. Благодаря разработанной баварцами революционной технологии отныне не потребуется ждать чей-то смерти, чтобы продлить жизнь человеку. Эксперты убеждены, что возможность 3D-принтинга органов и тканей стала бы огромным рывком на пути к трансплантологии будущего.

"Наш метод позволяет полностью воссоздавать органы", – говорит руководитель команды исследователей, профессор кафедры биохимии мюнхенского Технического университета Арне Скерра (Arne Skerra). Он убежден, что через десять-двадцать лет станет возможным появление этим способом первой искусственной почки. Трехмерная печать хрящей, протезов зубов или костей, в особенности из неживого материала, – это уже реальность. Но на пути к созданию разработанным в Мюнхене способом комплексных клеточных слоев придется преодолеть еще существенные барьеры. Все дело в том, что для создания желаемой формы органа – будь это ухо или почка – сегодня сначала изготавливается желатинообразный каркас из так называемого гидрогеля, который потом колонизируется клетками. "Мы же поставили своей задачей обойтись без подобной опорной конструкции и изначально сформировать из клеток нужную, трехмерную форму", – объясняет концепцию своего ноу-хау Скерра.

Чтобы стандартный 3D-принтер выдавал на-гора не искусственный материал, а живые клетки, мюнхенским студентам потребовалось модифицировать его. Революционная печатающая "биомашина" представляет собой белую, подсвеченную изнутри пластиковую коробку, размером не больше обувной. Второй ключевой компонент успеха – это так называемые биочернила, уже премированное изобретение мюнхенцев и их особая гордость. Эта "умная" жидкость вытекает из тонкой иглы в центре движущейся печатающей головки. "Это своего рода биохемический двухкомпонентный клей, – объясняет 55-летний руководитель исследовательской группы. – Первый компонент – это клетки с биотином в питательной среде, а вторая составляющая содержит концентрированный раствор протеина, который способен связывать биотин". В тот момент, когда клетки печатаются с помощью второго компонента, они находят друг друга по принципу ключа и замка и фиксируются в таком состоянии. Ученые ожидают, что достигнутый ими результат позволит надеяться, что в дальнейшем клетки смогут сами синтезировать естественный каркас, а вместе с ним и формировать полноценный трехмерный орган.

От проделанного немецкими учеными фундаментального исследования до практического применения революционной методики еще долгий путь, однако изобретатели убеждены, что 3D-печать состоящих из небольшого количества разных типов клеток простых тканей – как, например, кожи – смогут найти практическое применение в медицине уже в течение ближайших пяти лет. Такие ткани были бы незаменимы при ожогах и несчастных случаях.

За разработанный под руководством Серра метод молодые мюнхенские ученые получили недавно первый приз в международном конкурсе Genetically Engineered Machine – это своего рода академический чемпионат мира в области синтетической биологии. "Наш вклад – это биоклей, теперь мы ждем, что другим ученым удастся "заставить" с его помощью нужные типы клеток приклеиваться друг к другу и расти", – резюмирует ученый, делая ставки на биофармацевтические лаборатории. И шансы на это, по мнению экспертов, немалые: консалтинговая группа P&S Market Research пророчит рынку биопринтинга в ближайшую пятилетку более чем 35-процентный рост.

Арина Попова