Sisalikud võivad kasvatada terveid jäsemeid. Lehtussid, meritäht ja merikurg kasvatavad terveid kehasid. Haid asendavad pidevalt kaotatud hambaid, kasvades elu jooksul sageli üle 20 000 hamba. Kuidas neid praktilisi suurriike inimestele üle anda? Vastus: uuendusliku meditsiini eesrindlike uuenduste kaudu. Kui suured andmed ja tehisintellekt muudavad meie meditsiinipraktikat ümber ja leiutavad uusi ravimeetodeid, on regeneratiivse meditsiini eesmärk meie keha asendada ja noorendada.
Kas inimkeha kõiki organeid saab uuendada?
Praegu on väljatöötamisel kolm regenereerimistehnoloogiat, mis koos peaksid võimaldama meil elutähtsaid inimorganeid täielikult parandada ja isegi asendada:
- Taastumine: tüvirakud, keha regeneratiivne mootor
- Asendamine: elundite uuendamine ja bioprint
- Noorendamine: noor veri ja parabioos
Sukelgem surematuse perspektiivi.
Uuenemine ja tüvirakud: keha taastav mootor
Tüvirakud on otsustamata rakud, mis võivad muunduda spetsiaalseteks rakkudeks - süda, neuronid, maks, kopsud, nahk jne. Neid saab ka tüvirakkude tootmiseks jagada.
Reklaamvideo:
Lapsel või noorel täiskasvanul on neid tüvirakke palju ja nad toimivad sisseehitatud taastumissüsteemina. Normaalse funktsiooni parandamiseks ja taastamiseks kutsutakse neid sageli vigastuse või põletiku kohale.
Kuid koos vanusega hakkab meie tüvirakkude varu vähenema koefitsiendiga 100-10 000, sõltuvalt kudedest ja elunditest. Lisaks läbivad tüvirakud geneetilisi mutatsioone, mis vähendavad teie keha uuendamise ja parandamise kvaliteeti ja tõhusust.
Mõelge tüvirakkudele kui oma vastvalminud mõisas remondimeeskonna meeskonnale. Kui häärber on uus ja remondimehed noored, pole keeruline midagi parandada. Kuid remondimeeste vananedes ja nende arvu kahanedes väheneb järk-järgult teie häärber ja variseb lõpuks kokku.
Mis saaks, kui saaksime tüvirakkude populatsiooni parandada ja noorendada?
Üks taastumise ja noorendamise võimalusi on omaenda autoloogsete täiskasvanute tüvirakkude ekstraheerimine ja kontsentreerimine sellistest kohtadest nagu rasvkude (või rasvkude) või luusild.
Neid tüvirakke on siiski vähem ja nad on teinud algse "lähtekoodiga" võrreldes mutatsioone (sõltuvalt teie vanusest). Paljud teadlased ja arstid eelistavad nüüd alternatiivset allikat: tüvirakkude saamist pärast sünnitust järele jäänud platsenta või nabanööri juurest. Neid tüvirakke, mida on palju ja mis sisaldavad vastsündinu puutumatut tarkvara, saab noorendamiseks ja elustamiseks süstida liigestesse või intravenoosselt.
Mõelge nendele tüvirakkudele kui keemilistele tehasetele, mis toodavad elutähtsaid kasvufaktoreid, mis võivad aidata vähendada põletikku, võidelda autoimmuunhaiguste vastu, suurendada lihasmassi, parandada liigeseid ja isegi elustada nahka ja taaskasvatada juukseid.
Viimase kümne aasta jooksul on tüvirakkudega seotud teaduspublikatsioonide arv kasvanud 40 korda aastas ja 2022. aastaks peaks tüvirakkude turg kasvama eeldatavasti 297 miljardi dollarini.
Selle areneva tööstuse kõige olulisemad edasiviivad jõud on kasvavad algatused krooniliste haiguste ravivõimaluste uurimisel ja arendamisel ning kasvav nõudlus regeneratiivsete ravivõimaluste järele.
Jaapanis Osaka ülikooli Koji Nishida juhitud bioloogid on avastanud uue mooduse inimese silmamuna moodustavate kudede kasvatamiseks ja arendamiseks. Teadlased saavad kasvatada võrkkesta, sarvkesta, silma läätse ja palju muud, kasutades vaid väikest täiskasvanud nahaproovi.
Stanfordi uuringus näitasid seitse kaheksateist insuldist ellujäänut, kes nõustusid tüvirakkude raviga, motoorse funktsiooni olulist paranemist. See ravi võib toimida muude neurodegeneratiivsete haiguste, näiteks Alzheimeri, Parkinsoni ja ALS korral.
USC neurorehabilitatsioonikeskuse arstid süstisid tüvirakke hiljuti halvatud 21-aastase mehe vigastatud kaelalülisse. Kolm kuud hiljem näitas ta mõlema käe tundlikkuse ja liikumise märkimisväärset paranemist.
2019. aastal ravisid arstid Suurbritannias tänu tüvirakkude efektiivsusele teist korda ajaloos HIV-patsienti. Pärast Hodgkini lümfoomiga vähihaige (HIV-ga) alogeensete vereloome tüvirakkude ravi hakkas patsient HIV-i pikaajaliselt taanduma - 18 kuud, mis jätkus uuringu avaldamise ajal.
Asendamine: elundite uuendamine ja 3D-printimine
Ainuüksi USA-s ootas 2019. aasta jaanuaris elundisiirdamise järjekorda enam kui 113 000 inimest - ja iga 10 minuti järel lisatakse sellele järjekorda keegi.
Tohutu hulk inimesi, kes vajavad "varuosi", ei jõua seda kunagi ravijärjekorda. Ja siirdamise ootuses sureb iga päev keskmiselt 20 inimest. Elunditel on väga puudus.
Liigne nõudlus elundidoonorluse järele kasvab ainult siis, kui tehnoloogia - nagu isesõitvad autod - muudab maailma turvalisemaks. Ja paljud elundidoonorid on auto- ja mootorrattaõnnetuste kahetsusväärne tagajärg. Ohutumad sõidukid tähendavad vähem õnnetusi ja doonoreid.
Ilmselt pakub asendus- ja taastav (taastav) meditsiin siin tohutu võimaluse.
Orelimüüjad
United Therapeutics tegevjuht Martin Rothblatt, endine kosmose- ja kosmoseettevõtja (ta oli Sirius Satellite Radio asutaja), muutis karjääri 1990. aastatel pärast seda, kui tema tütrel tekkis haruldane kopsuhaigus.
Täna töötab ta oreli asendamise valdkonnas. Algselt keskendus Rothblatt asendus kopsu töötades kopsuhaigustele. Selle eesmärgi saavutamiseks on tema ettevõte United Therapeutics töötanud paralleelselt mitmete tehnoloogiate kallal.
3D-printimise kopsud
2017. aastal tegi United koostööd maailma ühe suurima 3D-printimisettevõttega - 3D Systems -, et luua kollageeni bioprinter, ja maksis teisele ettevõttele, 3Scanile, kopsude viilutamiseks ja nende siseosade üksikasjaliku kaardi loomiseks.
3D Systems'i bioprinter kasutab nüüd stereolitograafia meetodit. Ultraviolettlaser valgustab väikest valgustundlike molekulidega leotatud kollageeni kogumit. Igal pool, kus laser peatub, tahkub kollageen.
Järk-järgult kasvab prinditud objekt uute kihtidega. Praegu saab printer kollageeni virna eraldada eraldusvõimega umbes 20 mikromeetrit, kuid kopsufunktsiooni tagamiseks on vajalik mikromeetri skaala eraldusvõime.
Pärast kopsude kollageenialuste trükkimist on järgmine samm inimese rakkude süstimine - nn retsellulatsiooni protsess. Selle eesmärk on kasutada tüvirakke, mis kasvavad karkassil ja eristuvad, pakkudes lõppkokkuvõttes korralikku funktsionaalsust. Kõik viitavad sellele, et see lähenemisviis võib toimida.
Aastal 2018 teatas Harvardi ülikooli eksperimentaalkirurg Harald Ott, et ta oli pumbanud miljardeid inimese rakke (nabanöörist ja tükeldatud kopsudest) sea kopsu, millel polnud oma rakke. Kui Ott'i meeskond ühendas oreli sigade vereringega uuesti, ilmnes see algeline funktsioon.
Siga kopsude humaniseerimine
Teist Rothblatti elundite tootmise strateegiat nimetatakse ksenotransplantatsiooniks, milleks on mõte siirdada looma elundid inimestele, kes vajavad asendamist.
Arvestades, et täiskasvanud sea elundid on inimese suuruse ja kujuga sarnased, on United Therapeutics keskendunud sigade geneetilisele muundamisele, et võimaldada inimestel kasutada oma organeid. "See pole tegelikult nii suur asi," ütles Rothblatt 2015. aastal. "See redigeerib ühte geeni teise järel."
Selle eesmärgi saavutamiseks on United Therapeutics teinud mitmeid investeeringuid sellistesse ettevõtetesse nagu Revivicor ja Synthetic Genomics ning sõlminud suured rahastamislepingud Marylandi ülikooli, Alabama ülikooli ja New Yorgi presbüterlaste / Columbia meditsiinikeskusega, et luua uusi südame, neerude ja kopsude ksenotransplantatsiooniprogramme. vastavalt. Rothblatt loodab näha esimest inimese siirdamist kolme kuni nelja aasta pärast.
Päevaks valmistudes omandas United Therapeutics Research Triangle Parkis 132 aakrit maad ja ehitas 140 000 ruutmeetri suuruse meditsiinilabori, mis hakkab geneetiliselt muundatud sigadelt tootma aastas kuni 1000 tervet sea kopsu - ksenolunge.
Ex vivo kopsu perfusioonisüsteemid
Lisaks 3D-printimisele ja sea kopsude geenitehnoloogiale on Rothblatt alustanud juba kolmandat lühiajalist lähenemisviisi, et parandada abivajajate kopsude varustamist.
Ainult umbes 30 protsenti potentsiaalsetest doonor kopsudest vastab siirdamiskriteeriumidele; neist ainult 85% saab kasutada pärast kirurgiakeskusesse saabumist. Selle tulemusel ei satu peaaegu 75% võimalikest kopsudest abivajajani.
Mis siis, kui neid kopse saaks parandada? Dr Rothblatti järgmine lähenemisviis on täpselt selline.
2016. aastal investeeris United Therapeutics 41,8 miljonit dollarit Massachusettsi-põhisesse ettevõttesse TransMedics, mis arendab annetatud kopsude, südame ja neerude ex vivo perfusioonisüsteeme.
XVIVO perfusioonisüsteem võtab marginaalse kvaliteediga kopse, mis algselt ei vastanud siirdamise kriteeriumidele, teostab perfusiooni ja ventilatsiooni normaalsetes termilistes tingimustes, et kirurgid saaksid siiriku sobivust ümber hinnata.
Noor veri ja parabioos
Mis on parabioos? Arvatakse, et nooremate, füüsiliselt heas vormis isendite regulaarsed vereülekanded võivad vananemisprotsessi märkimisväärselt aeglustada. Ja see toimub juba praegu.
Stanfordi ja Harvardi uuringud on näidanud, et nooremate loomade vereülekandega vanemad loomad taastuvad paljudes kudedes ja elundites.
Tõsi on ka vastupidine: noored loomad vananevad kiiremini, kui saavad vanematelt loomadelt verd. Selle nooruse virtuaalse purskkaevu teenimine on keeruline.
Ambrosia
Üks ettevõte, San Franciscos asuv startup nimega Ambrosia, alustas hiljuti parabioosi praktilisi katseid. Nende protokoll on lihtne: terved osalejad vanuses 35 ja vanemad saavad plasmaülekandeid alla 25-aastastelt doonoritelt ning teadlased jälgivad järgmise kahe aasta jooksul nende verd, püüdes kindlaks teha tervise ja vananemise molekulaarseid näitajaid.
Ambrosia asutaja Jesse Karmazin hakkas parabioosiettevõtte asutamise vastu huvi tundma pärast seda, kui ta nägi välismaal muljetavaldavaid loomadega seotud andmeid ja inimuuringuid: igas uuringus kogesid katsealused vananemisnähte peaaegu kõigis suuremates elundisüsteemides. "Mõjud näivad olevat peaaegu püsivad," ütleb ta. "See on peaaegu nagu geeniekspressiooni taastamine."
Oma nabaväädivere tüvirakkude tutvustamine vananedes võib pikaealisuse jaoks tohutult kasu tuua. Pärast FDA pressiteadet 2019. aasta veebruaris lõpetas Ambrosia klientide ravimise mõni kuu pärast operatsiooni alustamist.
On arusaadav, et FDA on tõstatanud muret parabioosi praktiseerimise pärast, kuna praeguseks on ravi tõhususe toetamiseks märkimisväärselt puudu kliinilisi andmeid.
Elevian
Maine spektri teises otsas on Elevian, Harvardi ülikooli idufirma. Elevian läheneb pikaealisusele ettevaatliku, teaduspõhise strateegia abil. Peter Diamandisest sai Eleviani nõustaja ja investor.
Ettevõtte tegevjuht Mark Allen, M. D., on liitunud tosina doktorikraadiga Harvardist. Eleviani teaduslikud asutajad liitusid ettevõttega pärast konkreetsete ringlevate tegurite väljaselgitamist, mis võivad olla vastutavad "noore vere" efekti eest.
Üks näide: looduslikult esinev molekul, mida tuntakse kui "kasvu diferentseerumistegurit 11" või GDF11. Pärast selle sissetoomist eakatele hiirtele reprodutseeriti palju noore vere regeneratiivset toimet, taastati süda, aju, lihased, kopsud ja neerud.
Eriti vähendab GDF11 toidulisand vanusega seotud südame hüpertroofiat, kiirendab skeletilihaste taastumist, parandab treeningutaluvust, parandab aju talitlust ja aju verevarustust ning parandab ainevahetust.
Elevian töötab välja mitmeid raviaineid, mis reguleerivad GDF11 ja muid vereringet mõjutavaid tegureid. Eesmärk on taastada keha loomulik taaselustamisvõime, mis Eleviani arvates suudab lahendada mitmeid vanusega seotud haiguste algpõhjuseid, pöörata tagasi või ennetada paljusid vananemisega seotud haigusi ja pikendada tervislikku eluiga.
Kas läheneme surematusele?
1992. aastal lõi futurist Leland Kaiser mõiste "regeneratiivne meditsiin":
"Areneb uus meditsiiniharu, mis püüab muuta kroonilise haiguse kulgu ja parandab paljudel juhtudel väsinud ja nõrgenenud elundisüsteeme."
Pärast seda on võimsa regenereeriva meditsiini tööstus hüppeliselt kasvanud ja eeldatakse, et see kiire kasv jätkub. Inimelu radikaalne pikendamine on silmapiiril. Varsti on meil kõigil taastuvaid suurriike, kes varem kuulusid ainult käputäis loomi ja koomiksite superkangelasi.
Ilja Khel
