Биопринтер NovoGen, который используется для печати печени
Компания Organovo представила данные доклинических исследований искусственной человеческой печени, созданной методом органической 3D-печати. Результаты оглашены на конференции TERMIS-Americas, которая прошла 11-14 декабря 2016 года в Сан-Диего. Испытания впервые на практике показали выживаемость искусственной человеческой ткани и её устойчивое функционирование в организме мыши. Получены доказательства стабильного образования кровеносных сосудов в печени. Исследование показало самое главное: в искусственной печени действительно производятся человеческие белки и проявляются ключевые ферменты метаболизма человека.
Это важный шаг к началу полноценных клинических испытаний, а затем и коммерческой 3D-печати органов в неограниченных количествах — для установки нуждающимся.
Во время испытаний фрагменты ткани человеческой печени были имплантированы в печень белой мыши-мутанта NOD/SCID с иммунодефицитом, специально выведенной для подобных опытов. Ткань состоит из человеческих гепатоцитов (клетки паренхимы печени) и отдельных не паренхимных клеток. Функционирование 3D-напечатанной ткани человеческой печени наблюдали по человеческому альбумину, альфа-1-антитрипсину и фибриногену, циркулирующим в крови мыши в течение 7?28 дней после имплантации. Гистологическая оценка имплантированной терапевтической ткани показала сохранение клеточной организации в течение 28 дней после имплантации со здоровым проявлением ключевых ферментов метаболизма человека, которые связаны с врождёнными пороками метаболизма, такими как дефицит фумарилацетоацетата гидролазы (FAH) и дефицит орнитинтранскарбамилазы (OTC). Ткани человеческой печени вели себя совершенно так, как и было положено. На протяжении всего срока доклинических испытаний ткань печени осталась неповреждённой и хорошо принималась организмом животных.
Результаты доклинических исследований поддерживают план компании Organovo по 3D-печати искусственной печени для терапевтического использования.
Искусственная печень станет важным достижением современной биомедицины и 3D-печати. В первую очередь она поможет людям, страдающим от врождённых заболеваний метаболизма, перечисленных выше, и острой хронической печёночной недостаточности.
Печень — один из самых дефицитных органов для пересадки. Ежедневно десятки умирают из-за отказа печени, потому что им не досталось органа для пересадки. 3D-печать может навсегда забыть об этом дефиците органов. Неудивительно, что биопечать печени Organovo вошла в список 10 важнейших открытий 2016 года по версии журнала The Scientist.
Выращивание органоида человеческой печени из индуцированных плюропотентных стволовых клеток. Иллюстрация: научная работа, опубликованная 7 октября 2015 года в журнале Nature
«Наши доклинические данные показывают быструю васкуляризацию [образование новых кровеносных сосудов] и приживление ткани, — говорит д-р Эрик Дэвид (Eric Michael David), главный стратегический директор и исполнительный вице-президент по доклиническим разработкам Organovo, — и свидетельство функционирования и долговечности печени, напечатанной методом 3D-биопечати, на протяжении нескольких недель. Самое главное, что мы получили доказательства стабильного производства в печени человеческих белков и проявление ключевых ферментов метаболизма человека».
В течение трёх-пяти лет компания Organovo собирается завершить все необходимые испытания и подать заявление Investigational New Drug (“IND”) на новый медикамент в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). После одобрения заявки FDA ничто не помешает вывести медикамент на рынок США, а вскоре и других стран.
Для патентования клеток человеческой печени, созданных этим способом, компания Organovo заключила лицензионное соглашение с Uniquest. Вероятно, сама Organovo сконцентрируется на научных исследованиях и будет получать лицензионные отчисления, а биоинженеры Uniquest будут выращивать ткань для продажи.
Organovo также начала заблаговременно заключать дистрибуторские соглашения с компаниями, которые будут продавать напечатанную печень в других странах. Например, в Японии официальным дистрибутором станет компания Cosmo Bio. Продавец печеней Organovo в Росии пока не определён.
Более подробно об искусственной печени Organovo см. также в научной статье "Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis", опубликованной 7 октября 2016 года в журнале Nature (doi:10.1038/nature15695, pdf).
Комментарии (83)
unxed
24.12.2016 13:40Интересно. Они собираются одну универсальную печень для всех печатать? Или, всё-таки, брать клетки пациента и выращивать из них?
erwins22
24.12.2016 14:10+2только клетки пациента, возможно модифицированные (исправлены заболевания, продлен срок службы, улучшена переработка алкоголя)
unxed
24.12.2016 15:21Продлевать срок службы стоит с осторожностью. У раковых клеток тоже продлен срок службы.
Alex_Hannibal
24.12.2016 15:30У раковых клеток поломан процесс деления и апоптоза все же. Срок службы у них может быть и обычный.
melchermax
24.12.2016 15:56+1улучшена переработка алкоголя)
С этого момента поподробнее, пожалуйста! :)erwins22
24.12.2016 16:16Можно добавить несколько генов Алкогольдегидрогеназы в клетки печени перед печатью.
Orcus13
24.12.2016 21:51Этот фермент прекрасно активируется обычной фармой. Например, пирацетамом или своим кофактором — витамином Б1.
Непонятно другое — зачем тогда пить, если есть желание поскорее избавиться от алкоголя.
vvzvlad
25.12.2016 01:26+2Надо не алкогольдегидрогеназу, а альдегиддегидрогеназу. Пусть сам алкоголь перерабатывается как обычно, а вот ацетальдегид быстро, чтобы похмелья не было. Количество алкогольдегидрогеназы можно вообще уменьшить, и опьянение дольше, и пить меньше надо, экономия.
Orcus13
25.12.2016 12:11Витамин Б1 выступает кофактором многих дегидрогеназ, в том числе и этой
Вместо того, чтобы пойти в аптеку и купить его за 22руб, люди ждут изобретения клеточной инженерии.
Ок.unxed
25.12.2016 17:40Подскажите, поможет ли B1 хроническому алкоголику, у которого выработка альдегиддегидрогеназы поломалась (со всеми признаками отравления ацетальдегидом даже после небольших доз алкоголя)?
Не то чтобы мне сильно хочется снова начинать бухать (и так не скучно :), но теоретически интересно, безусловно.Orcus13
25.12.2016 21:29Вам нужно к гепатологу, проверить печень. В ней могут быть изменения, вызванные алкоголем.
Изменения могут быть как обратимые (алкогольный гепатоз), так и необратимые (цирроз).unxed
25.12.2016 22:52Факт, нужно. Но на вопрос вы не ответили :)
Смотрите, ацетальдегид — это же не только метаболит алкоголя, а, например, ещё и сигаретный дым, который иногда приходится вдыхать просто потому что круг общения у меня такой :) Не хочется усугублять то, что есть, как минимум.
unxed
25.12.2016 22:57При алкогольном циррозе (алкогольная болезнь печени) назначаются гепатопротекторы, которые при условии полного отказа от алкоголя дают возможность не только остановить процесс прогрессирования цирроза, но и способствуют снижению степени фиброза.
От алкоголя я и так отказался несколько лет назад. Проблем с пищеварением-метаболизмом не испытваю. АЦЦ, который я время от времени принимаю для очищения лёгких от сажи автомобильных выхлопов и продуктов того же табачного дыма, ещё и гепатопротектор до кучи. Что нового мне скажет гепатолог?Orcus13
26.12.2016 06:00АЦЦ достаточно слабый в качестве гепатопротектора.
Существуют препараты гораздо более активные в восстановлении функции печени. Тот же витамин Е тоже показывает неплохие результаты. Иногда используют Гептор или препараты с метионином.
Стандартные рекомендации в лечении печени — это отказ от токсического воздействия, диета с низким содержанием жиров и высоким содержанием белков (преимущественно, аминокислоты метионина).
В качестве источника жира лучше использовать омега-3.
Диету необходимо соблюдать несколько месяцев и проводить контроль ключевых параметров печени, чтобы смотреть динамику.
В любом случае, проконсультируйтесь с врачом. Функция печени весьма важна как для продолжительности жизни, так и для улучшения состояния психики. Например, существует значимая корреляция между шизофренией и заболеваниями печени.
black_semargl
24.12.2016 22:15Лучше как там их, которые метанол перерабатывают без вреда для организма.
ARD8S
25.12.2016 01:02Не без вреда, но для этого достаточно хряпнуть водки или, при достаточной квалификации поциента, фанфырь медицинского этанола. :)
sleeply4cat
24.12.2016 16:45А что, кстати, со сроком службы? Насколько я помню, у клеток ограниченное количество делений, а тут выращивают целый орган из нескольких штук.
black_semargl
24.12.2016 19:55У клеток программно ограниченное количество делений.
и включается оно после того, как орган вырос.
Alex_Hannibal
24.12.2016 15:25Потенциальная технология как раз связана с использованием клеток самого человека — iPS-клеток (открытие Синьи Яманаки). Но на данном этапе, я так понимаю, они для драгскрининга собираются только их использовать. Применение на человеке — это отдельный этап тестирования технологий и т.д.
erwins22
24.12.2016 13:52+3покупайте в супермаркетах продукт года «печень Анджелины Джоли» для лучшего косметического эффекта лучше есть сырой.
unxed
24.12.2016 14:02Всё, что сегодня кажется вот такой вот шизой — завтра будет частью нашей жизни. Мне тоже казалось странным, что люди готовы платить за jpeg на страничке вконтакте. Ничё, привыкли же.
LoadRunner
24.12.2016 15:59Платят за удобство копипаста этих jpeg и прозрачный фон. Плюс гонорар автору и процент вконтакту.
Или Вам кажется странным сам факт того, что люди шлют друг другу картиночки?
jetexe
24.12.2016 16:20ну картиночки слать не так странно, люди веками так делают (только там картины были, а не картиночки, но всё же). А вот эти новомодные платные стикеры — дурь полнейшая
Rastishka
24.12.2016 18:39А вот эти новомодные платные стикеры — дурь полнейшая
А по вашему бумажные открытки тоже дурь? Они ведь тоже платные…
Marsikus
24.12.2016 20:19Бумажные открытки приятно дарить и получать, их подписывают, их сохраняют на память, иногда достают и пересматривают. А стикеры в мессенджерах — это цифровой мусор.
General_Failure
24.12.2016 21:12+2Очень давно:
Обереги спасают от нечисти, помогают в охоте и в бою. А блестящие побрякушки — металлический мусор.
Не так давно:
Украшения приятно дарить и получать, они красиво выглядят, их можно носить. А картинки — это бумажный мусор.
Сейчас:
Бумажные открытки приятно дарить и получать, их подписывают, их сохраняют на память, иногда достают и пересматривают. А стикеры в мессенджерах — это цифровой мусор.
Потом:
Стикеры в мессенджерах приятно получать, можно найти в истории. А %НЁХ-из-будущего% — %ещё-НЁХ-из-будущего% мусор.
Sormovich
25.12.2016 17:26Что печень? Клетки поджелудочной железы надо печатать, что инсулин вырабатывают. Диабет это болезнь века.
http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/432973/Kletochnaya_terapiya_sakharnogo_diabeta_novyy_proryv_novye_nadezhdyNorno
25.12.2016 18:21И к чему этот комментарий?
Если у этой компании получится то что они делают — это будет прекрасно (вопрос цены оставим за скобками), тот факт что в мире есть другие болезни, не означает что им не требуется уделять внимание.
Ну и тогда уж: комментарии в интернете? Надо искать излечение от диабета — болезни века.Sormovich
25.12.2016 18:28А смысл вообще всех комментов? Энтони Атала начал печатать уже давно, а результат?
http://bladderexstrophy.ru/forum/viewtopic.php?id=1123
Владимир Миронов напечатал констркут щитовидной железы (для мышки) в том году, и где для человека то же самое?
https://www.youtube.com/watch?v=hDobu_N5U38
Технологии зависли на уровне забора стволовых клеток, их размножения и дифференцировки.
А сами то органы где?Norno
25.12.2016 19:20Такое ощущение что вы считаете что мир, и люди вам что-то должны. Я вас разочарую, но это не так. Если вас не устраивает скорость развития технологий, то вам можно посоветовать только или идти их развивать, или вливать деньги в развитие тех технологий которые вы считаете наиболее важными. А комментарий к достижению что люди занимаются ни тем выглядит как минимум странным.
Sormovich
29.12.2016 21:54Как раз наоборот, всемерно принимаю участие
http://сверхчеловечество.рф/ru/f/regenerativnaya-meditsina
Alex_Hannibal
26.12.2016 08:57Я немного в теме. То что напечатал Атала и Миронов использовать на данном этапе нельзя. Даже более скажу — то что напечатал Миронов вообще никогда нельзя будет использовать, я бы поставил под вопрос то печатал ли Миронов.
Alex_Hannibal
26.12.2016 09:05Да все уже давно есть. Не помню кто конкретно, но уже решили этот вопрос: островки Лангенграса помещаются в алгинатную капсулу и внедряются объекту куда-нибудь близко к току крови. Алгинат защищает клетки от иммунной системы и позволяет инсулину свободно попадать в ток крови.
black_semargl
26.12.2016 10:52Тут проблема что надо предварительно клетки исправить чтобы они научились вырабатывать инсулин.
И наверно проще гены в существующей поджелудочной отредактировать.Alex_Hannibal
26.12.2016 11:51Что? Зачем это? Надо их просто дифференцировать в клетки поджелудочной.
black_semargl
26.12.2016 14:37Диабет потому что клетки инсулин не вырабатывают, генетически сбой.
Если вставить новую поджелудочную — с ней произойдёт то же самое, причина-то не устранена.Alex_Hannibal
26.12.2016 15:41А с чего вы решили, что дифференцированные клетки из стволовых или плюрипотентных будут браковаными? Причина может крыться не генетическом сбое, а в аутоимунных заболеваниях, патологических заболеваниях, прочих вызванных дефектах работы клеток поджелудочной, гормональный, инфекционный и прочий и прочий. Поэтому некорректно говорить о необходимости генетической коррекции.
black_semargl
26.12.2016 22:20Ну если вследствие внешней инфекции или т.п. была утрачена способность синтеза инсулина — тут может и да. А вот автоимунное и подобное не имеющее внешней причины — таким методом не исправить, тут что-то изначально в организме не то. И оно опять поломает.
Alex_Hannibal
27.12.2016 08:50Вылечить аутоиммунное и потом дифференцировать клетки пациента. Я думаю это так должно работать, а не так, чтобы создавать методам генной инженерии поджелудочную устойчивую к аутоиммунным заболеваниям.
Am0ralist
27.12.2016 15:27«Вылечить аутоиммунное»
офигеть, дайте два.black_semargl
27.12.2016 15:51А в чём проблема?
Надо просто пропатчить или имунную систему, или те клетки на которые она набросилась.
(Я понимаю, что это просто только на словах, а реально мы пока такое не умеем)Am0ralist
27.12.2016 16:34ну, примерно в этом:
https://geektimes.ru/post/277134/black_semargl
27.12.2016 17:37Ну конечно, полный сброс «настроек» тоже метод.
Но ведь можно и аккуратненько выкусить сбойную запись из базы.Am0ralist
27.12.2016 17:44ну если б было можно, тогда бы выкусывали сбойную запись. пока же даже format c: считается перспективной методикой…
Alex_Hannibal
27.12.2016 16:46А что Вас так беспокоит в этом?
Изучили бы хоть по открытым источникам, что аутоимунные могут быть хроническими, а могут быть и вызванными реакциями на прием лекарств или на какое-либо заболевание. Так что не все автоимунные являются хроническими. Для хронических аутоиммунных же пока можно только подавить их рецидив, а потом подсаживать поджелудочную.
MadSokrat
25.12.2016 22:01Я, так понимаю, для того чтобы печень прижилась иммуносупрессанты не были использованны?
MTyrz
26.12.2016 00:54были имплантированы в печень белой мыши-мутанта NOD/SCID с иммунодефицитом, специально выведенной для подобных опытов.
По ходу, не были. Там вся мышь — одна большая иммунная депрессия.
e-zig
27.12.2016 09:58Интересно, как они производят "расходники" для печати. Ни в этой ни в предыдущей статье не описано (или я невнимательно читал).
Alex_Hannibal
27.12.2016 10:30Выращивают.
Процесс выглядит так:
— берется специальная клеточная линия (это иммортализованные клетки человека/животного)
— клетки помещаются в клеточную среду и в инкубатор для создания оптимальных условий для их пролиферации (размножения)
— после того как клетки разрастаются их центрифугируют для отделения от среды и либо используют эту взвесь из клеток сразу, либо разделяют и опять оставляют делиться
— клетки смешивают с каким-либо гидрогелем и полученной массой печатают
Если есть вопросы еще — задавайте.
Meklon
28.12.2016 08:36Снова на инкубацию уже не очень кошерно. Они же криво пролиферировать после какого-то пассажа начинают.
Alex_Hannibal
28.12.2016 08:46Иммортализованные то? Нужно оооочень много пассажей сделать, чтобы их скорость пролиферации упала. Вот для первички пролиферация сложна.
e-zig
28.12.2016 03:35Спасибо за ответ! Еще вопрос — за счет чего питаются клетки до их васкуляризации в организме мыши?
Meklon
28.12.2016 08:37Если это стволовые клетки, то осмосом. Они очень нетребовательны к кислороду по сравнению с дифференцироваными.
Alex_Hannibal
28.12.2016 08:51Диффузия и осмос. Опытным путем было установлено, что диффузия в тканях возможна при толщине ткани порядка 400-600 мкм, для некоторых типов ткани (хондроциты, к примеру) диффузия возможна и на толщине 800 и более мкм. Если толщина ткани больше, то в глубине ткани проявляются следы гипоксии и некроза и необходимо делать васкуляризацию.
LoadRunner
А печень не человека так могут напечатать? Ту, что человеком в еду употребляется.
A-Stahl
>>>подать заявление Investigational New Drug (“IND”) на новый медикамент в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).
>>Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США
>надзору за качеством пищевых продуктов
:)
BigBeerman
Могут, стейки уже так печатают, только дорого выходит, гораздо дороже натурального мяса
Vjatcheslav3345
Это, наверное, потому, что печатают на оборудовании лабораторий и не используют эффект массового производства для удешевления продукции — когда есть биозавод со специализированными промлиниями и при нём резервуары с расходными материалами эдак от полторы тысячи кубов — продукция дешевеет.
С другой стороны, совсем не обязательно повторять естественное мясо, если можно будет сделать продукт, идеально подходящий именно к человеческому метаболизму и при этом имеющий приличные органолептические свойства…
Главное, чтобы с этой технологией не получилось как с паприном в своё время.
Alex_Hannibal
Вы немного не понимаете процесс получения этого «мяса». Берутся клеточные линии специальные, далее выращиваются в специальной сыворотке (которая стоит немало так то), далее подготавливаются определенным образоми только потом печатаются. Все расходники выходят очень дорогими, а труд людей еще дороже.
Meklon
50 тысяч рублей за флакон на 400 мл) это только среда.
Vjatcheslav3345
А возможности удешевить расходники (расходники промпроизводства) есть? (наверное, какие то есть, иначе, не смогли бы существовать массовые биотехнологии типа перегонки органики в спирт, производства кормов сельхозживотных и т. д. — они ведь тоже в своё время начинались с малых лабораторных масштабов).
Meklon
Это очень массовый продукт. Просто для среды нужна кровь телят с жутким контролем стерильности, электролитов, соблюдением кучи стандартов… Есть наши среды, российские. Дешевле. Но дерьмовые.
unxed
Насколько вероятно удешевить среды, используя ГМО-бактерии/грибы для их производства? CRISP/Cas9 в теории должен давать возможность конструирования таких организмов со сравнительно небольшими вложениями.
Meklon
Не думаю, что больше трети цены скинуть получится. Там основная стоимость — стерильность, контроль и все такое. Хай-тек производство. Это в чане не сварить грязном.
black_semargl
Тут мы наоборот размножаем коровьи клетки как бактерии.
black_semargl
Есть конечно.
только для этого нужно вырастить ещё и органы, которые будут производить вышеупомянутую кровь перерабатывая обычную глюкозу и и.д.
3draven
Вот разница мышления :) Когда человек говорит «промышленное производство» он скорее всего думает о чем то вроде конвейера, а на самом деле печать мяса и заводы для этого будут живыми — тогда это станет дешево. Это будет большой искусственный, кибернетический организм-завод. Искусственная корова с компом вместо мозгов :)
black_semargl
Для меня промпроизводство — это и химзавод.
3draven
Это будет живой организм. Чан, выстланный изнутри тканями желудка. Печень весом в полторы тонны для очистки искусственной крови. Кровь, гоняемая промышленным насосом. Спинной мозг в банке для поддержания иммунитета. Ну и так далее.
Не надо будет там никаких суперчистых дорогущих сред по 50тыс за 100гр и прочего. Это будет просто технологически модифицированная корова величиной с дом.
tnenergy
Жесть :)
General_Failure
Живой — я так понял только технически?
То есть только кровь бегает, разносит питательные вещества по организму?
А нервная система? Предполагаете, что она будет полностью отсутствовать, раз управление с компа? То есть чувств у этого организма не будет, как и жизни в привычном нам, бытовом понимании?
Мне интересна реакция людей на такое чудо-юдо, скорей всего, будут очень разные, независимо от религиозности и т.д. :)
Кто-то будет вопить что это всё от дьявола (верующие) или просто страшная хрень (атеисты), с которой лучше не связываться, кто-то наоборот посчитает что раз души (верующие) и чувств (атеисты) нет — значит можно жрать и не париться что пришлось убить кого-то. Ну а кто сейчас не парится с такими вопросами — им наверное вообще по барабану будет. Обрадуются разве что более простому дешёвому способу выращивания еды.
Также интересует, какой будет процесс добычи мяса у этого монстра. Как это будет происходить — как с живой коровой (вырастили — зарезали, в данном случае остановили обеспечение питательными веществами)? Или частями можно срезать, как плоды с растений?
Если частями, это вообще будет сказка — почти что булки или колбаса на деревьях :)
Ещё и без мелких косточек и хрящиков (хотя кому надо, тоже можно выращивать, пусть компьютерный мозг направляет нужные вещества куда надо).
black_semargl
Ну это будет такое растение со вкусом говядины.
А добыча — как очередная ёмкость набрала нужный вес биомассы, её отключают и режут содержимое на дольки.
General_Failure
Хм, вариант «колбаса на деревьях» мне (и, наверное, многим) нравится больше
Ну пусть не колбаса, а сырое мясо, но я думаю всё-таки проще собирать по необходимости, чем сразу всё и хранить где-то «урожай»
black_semargl
Ну так настроят, чтобы она по штуке в день вызревала.
marib
> А нервная система? Предполагаете, что она будет полностью отсутствовать, раз управление с компа?
Не будем забывать о том, что нервная система выполняет не только организационную, но и трофическую функцию. Так что без нервной системы, скорее всего, не получится.
black_semargl
Возможно, достаточно имитировать её воздействие.
Мясо в любом случае надо электричеством шваркать, чтобы консистенцию набрало.
Alexsandr_SE
По видимому очень дорогая питательная среда. её не научились делать искусственно.
Oplkill
Интересно, как вегетарианцы отреагируют на синтетическое мясо, когда оно станет массовым…
hdfan2
Интересней узнать, как они отреагируют на синтетическую печень, если будет возможность заменить отказавшую свою. «Порося, порося, обратися в карася».
e-zig
Это будет не вполне синтетическое мясо, так как самые первые клетки, насколько я понимаю, все равно будут взяты из живого организма.
black_semargl
Так у растений клетки тоже из живого организма, им это нормально.
А вот нервов с мозгами нет, не страдает.