Стремительный прогресс биомедицинской инженерии привёл медицину к этапу, на котором синтез биологических тканей и 3D-биопечать становятся частью клинической практики. Традиционная модель трансплантации не справляется с дефицитом донорских органов и проблемой иммунологической несовместимости тканей с организмом пациента. Сегодня основной задачей регенеративной медицины является лабораторное создание почечных тканей с целью преодоления глобального кризиса, обусловленного нехваткой органов.
Статистические данные
Острая нехватка донорских органов вынуждает медицину искать новые решения. Трансплантация почки является наиболее востребованной операцией в мире, однако удовлетворяется менее 10% от реальной потребности. По данным Global Observatory on Donation and Transplantation (GODT), ежегодно в мире выполняется около 100 000 трансплантаций, в то время как миллионы пациентов зависят от диализа. Кризис усугубляется ограниченным сроком функционирования пересаженного органа и необходимостью пожизненного приёма иммунодепрессантов.
На фоне глобального кризиса сфера трансплантации почки в Грузии сталкивается с локальными специфическими барьерами. Согласно данным Грузинской ассоциации трансплантологов, в стране ежегодно проводится всего 30–50 операций, что существенно ниже реальной потребности. В отличие от международной практики, местная система практически полностью зависит от живых доноров, поскольку посмертное донорство фактически не функционирует.
Программа PRINT
Для преодоления существующего кризиса Wake Forest Institute и Rice University получили финансирование в размере 24,8 млн долларов. Команда профессора Антониоса Микоса в рамках программы PRINT работает над инновационной моделью биопечати почечной ткани. Основная задача учёных — создание персонализированных тканей, максимально совместимых с организмом пациента.
Инновационность метода определяется использованием персонализированных «биочернил», изготовленных из собственных клеток пациента. Данная технология позволяет создавать ткани со сложной сосудистой сетью, которые интегрируются в организм без необходимости проведения иммуносупрессивной терапии.
Биочернила представляют собой высокотехнологичные гидрогели, находящиеся в жидком состоянии при выходе из сопла 3D-принтера, однако мгновенно затвердевающие и формирующие трёхмерный «каркас». При этом биочернила выполняют не только опорную функцию: они действуют как внеклеточный матрикс, защищая клетки пациента от повреждений в процессе печати, обеспечивая их сигналами, необходимыми для роста, и способствуя формированию полноценной функциональной ткани до имплантации.
Будущее регенеративной медицины
Данное масштабное исследование основано на многолетнем опыте команды профессора Микоса. Проект реализуется в рамках программы ARPA-H PRINT. Инициатива направлена на создание персонализированных органов «по требованию» посредством синтеза достижений регенеративной медицины и нанотехнологий. Конечной целью инновации является устранение необходимости искусственного подавления иммунной системы и возвращение пациентам полноценной и здоровой жизни.
По словам профессора Микоса, тканевая инженерия — это «конвергентная наука», объединяющая знания из различных областей ради достижения единой цели. Именно на этом принципе основан проект, объединяющий ведущие учреждения, включая Wake Forest, а также университеты Мэриленда и Техаса. Это глобальное интеллектуальное сотрудничество в борьбе с заболеваниями почек подчёркивает, что преодоление столь масштабного вызова возможно лишь при объединении усилий.
Однако поставленная цель отличается беспрецедентной сложностью: она требует полного синтеза технологий клеточного производства, разработки биореакторов и 3D-печати. Задача состоит в создании органа, являющегося функциональным аналогом естественной почки. Успех данного проекта означает фундаментальную трансформацию трансплантационной медицины — формирование эпохи, в которой исчезнут очереди на донорские органы и риск их отторжения организмом.
Источник: Rice University
