Учёные придумали, как вырастить ухо из яблока

В лаборатории в Университете Оттавы придумали, как вырастить уши в чашке Петри, используя яблоки. Ван Гог был бы рад…

Учёные придумали, как вырастить ухо из яблока

Биохакер (человек, который занимается самостоятельными биологическими исследованиями) и сотрудник портала TED Эндрю Пеллинг создаёт живые, функциональные биологические объекты, которые не существуют в природе, при этом не вмешиваясь в ДНК. В лаборатории в Университете Оттавы придумали, как вырастить уши в чашке Петри, используя яблоки и человеческие клетки.  Но главный вопрос, не как это делают, а зачем. Ответ на удивление прост и может открыть доступ к последним медицинским открытиям абсолютно для всех.

Подробнее об ушах: это человеческие уши? Они могут слышать?

Да, уши сделаны из реальных, живых человеческих клеток, но материал, который даёт им структуру, «строительные леса» – это целлюлоза из яблока. Уши были вырезаны женой Пеллинга. И нет, они не могут слышать.

Сначала это звучит как жуткий симбиоз науки и искусства, проект ради проекта. Но если вдуматься, то уши из яблок демонстрируют одно важное достижение: человеческие клетки могут процветать на волокнистых структурах растений. Почему это так важно? Это предполагает создание недорогого, доступного биоматериала, с помощью которого можно было бы реконструировать человеческие органы, кожу, кости, вены и так далее.

Как учёные сейчас «заменяют» части тела?

Сейчас производство искусственных органов находится на стыке медицины и технологий, учёные экспериментируют с выращиванием в лабораториях костей, хрящей и более сложных органов, вроде сердца и почек.

«Здравый смысл подсказывает, что «строительные леса» должны быть максимально совместимыми с клетками человеческого организма», – говорит Пеллинг.

Существует несколько подходов к созданию «строительных лесов», но один из самых перспективных – использовать уже существующий каркас органа-донора. В этом случае учёные удаляют лишние клетки из органа-донора, сохраняя только каркас, потом добавляют туда клетки пациента, ждут, пока они приживутся и пересаживают орган. (Если говорить о сердце, то его клеточный каркас белого цвета из-за коллагена и выглядит как «призрак сердца»). Это дьявольски сложный процесс, и до сих пор учёные успешно проводили подобные операции только с довольно простыми органами вроде мочевого пузыря.

«Неизвестно, сработает ли этот способ с сердцем вообще», – заключает Пеллинг.

Учёные несколько десятилетий работают над проектированием синтетических каркасов, внутри которых можно было бы вырастить кровеносные сосуды. Этот способ может оказаться очень сложным и дорогим. Пеллинг считает, что «эквивалентное количество синтетического коммерческого биоматериала, необходимого для создания органа, иногда может стоить тысячи долларов».

Яблоки? Яблоки растут на деревьях. Яблоки дешёвые.

Во время предыдущих попыток в лаборатории Пеллинга использовали синтетическую или натуральную целлюлозу с высокой степенью переработки. Потом они решили использовать натуральную целлюлозу яблока, сократив этапы обработки и упростив процесс.

«Наша гипотеза заключалась в том, что яблочная целлюлоза будет действовать точно так же, как и другие «строительные леса», – говорит Пеллинг: «Для того, чтобы добраться до целлюлозы, аспирант Дэниэл Модулевский разработал протокол, согласно которому нужно вырезать ухо из яблока, тщательно промыть его водой с мылом и простерилизовать его.  Всё, что останется – это тонкая сетка из целлюлозы, в которую вы можете впрыснуть человеческие клетки. И они будут расти».

Тут же напрашивается вопрос: можно ли его имплантировать? Ответ Пеллинга звучит так: «Да, Модулевский со старшим учёным из нашей лаборатории обнаружили, при имплантации «уха» клетки соединяются и посылают сигналы, чтобы создать приток крови, и «ухо» оживает.

Для этого метода подходят не только яблоки. В один прекрасный день спаржа поможет вырастить новые хрящи для позвоночника. Учёные сейчас изучают структуру других овощей, пытаясь выявить их полезные свойства.

«Наша лаборатория иногда выглядит, как фермерский рынок, когда нам привозят всё необходимое для экспериментов, потому что исследуем каждое растение, которое мы можем получить в свои руки», – рассказывает Пеллинг.

В природе уже существует много интересных структур, которые могут быть использованы в качестве возможного каркаса для «ремонта» различных частей человеческого тела. По словам учёного, «трёхмерная структура некоторых растений похожа на существующие синтетические каркасы».

Напрашивается вопрос: если уже есть синтетические структуры, зачем возиться с растениями? Пеллинг считает, что если природа уже придумала это за нас, то почему бы этим не воспользоваться. В настоящее время мы планируем изучить такие растения как груша, спаржа и грибы, чтобы изучить потенциал для восстановления костей, нервов и кожи.

Новый подход к инновациям: «Помешанные экспериментаторы».

Лаборатория Пеллинга не ставила перед собой задачу создать новый материал для тканевой инженерии.

«На самом деле мы даже шутили, что создаем растение-монстра из фильма «Маленький магазинчик ужасов», – делится Пеллинг.

Он описывает свою лабораторию, как пространство, в котором работа построена на игровых принципах: учёные, инженеры и художники собираются, чтобы задавать вопросы и попытаться ответить на них, не думая о результате. Учёный говорит, что сначала лаборатория была просто свободной интеллектуальной средой, в которой люди беседовали на интересные темы. Они не ставили перед собой задачи проводить реальные исследования.

На самом деле им приходилось рыться в мусорных контейнерах, чтобы найти подходящее оборудования для проверки своих теоретических выкладок на практике. Так в лаборатории начался эксперимент с яблоком.

«Оказалось, что это гораздо проще, чем мы думали. После нескольких неудачных попыток и последующей оптимизации эксперимент дал положительный результат», – говорит он, добавляя, что этого никогда бы не произошло, если бы он мыслил в условных категориях.

Эта технология – это не генная модификация и не синтетическая биология.

Так как же это называется?

«Когда вы говорите: «О, я создал яблоко с клетками человека» – люди сразу же думают о генетической модификации», – говорит Пеллинг: «Но мы не трогаем геном, мы трансформировали генетическую функцию без вмешательства в структура ДНК. И это самое интересное». Как назвать эту область науки? «Я называю это «дополненной биологией»», – рассказывает учёный.

Эта идея не нова, мы уже не раз экспериментировали с нашими телами – делали татуировки и пирсинг. Тем не менее, идея Пеллинга звучит достаточно необычно, и для продолжения его исследований сложно найти источники финансирования. До сих пор доклинические исследования – тестирование безопасности и совместимости на мышах – производились на средства различных грантов.

«Как только люди осознают, что перед ними имплантат, полученный из яблока, они понимают, что мы не делаем ничего невероятного», – говорит Пеллинг: «Мы просто нашли способ делать искусственные органы дёшево и легко, устранили ряд преград и получили реальный результат. Теперь, когда мы зашли так далеко, нам очень хочется узнать, на что в действительности способна наша технология».

Может быть, новые органы можно будет вырастить прямо на вашей кухне.

Пеллинг твёрдо убежден, что научные исследования и инновации должны быть доступны для всех.

«Меня действительно беспокоит, что оборудование для научных опытов стоит дорого, что ограничивает возможности потенциальных исследователей», – считает Пеллинг: «Я всегда пытаюсь придумать, как упростить и удешевить занятия наукой».

Руководствуясь этой благой целью учёные начали продавать оборудование, необходимое для создания биоматериалов на основе целлюлозы и инкубаторы, необходимые для выращивания клеток человека и животных. В сущности, инкубаторы – это коробки с температурой 37 градусов по Цельсию, которые контролируют содержание двуокиси углерода в атмосфере. Конструкцию придумал Пеллинг и собрал из лабораторного мусора.  Также он написал инструкции по пользованию этими устройствами.

Кроме того, Пеллинг задумывает об индивидуальности: с помощью 3D-принтера можно создать человеческие органы, а его технология позволяет создавать органы по индивидуальному эскизу. Можно сделать это самому или попросить художника вырезать ухо или любой другой орган.

«Интересно, что люди могут взять на себя ответственность за то, как выглядят их тела, или даже, как функционируют», – заключает Пеллинг.

Фото: City of Ottawa​

По материалам Chameleon.fm

Рекомендуем также почитать:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *