ბიოსამედიცინო ინჟინერიის სწრაფმა პროგრესმა მედიცინა იმ ეტაპზე მიიყვანა, სადაც ბიოლოგიური ქსოვილების სინთეზირება და 3D ბიოპრინტინგი კლინიკური პრაქტიკის ნაწილად ყალიბდება. ტრანსპლანტაციის ტრადიციული მოდელი დონორული ორგანოების დეფიციტსა და პაციენტის ორგანიზმთან ქსოვილების იმუნოლოგიური შეუთავსებლობის პრობლემას ვერ უმკლავდება. დღეს რეგენერაციული მედიცინის მთავარი ამოცანა თირკმლის ქსოვილების ლაბორატორიული წარმოებაა, რათა ორგანოთა დეფიციტით გამოწვეული გლობალური კრიზისის დაძლევა შესაძლებელი გახდეს.
სტატისტიკური მონაცემები
დონორული ორგანოების მწვავე დეფიციტი მედიცინას ახალი გზების ძიებას აიძულებს. თირკმლის ტრანსპლანტაცია გლობალურად ყველაზე მოთხოვნადი ოპერაციაა, თუმცა რეალური საჭიროების 10%-ზე ნაკლები კმაყოფილდება. ორგანოთა დონაციისა და ტრანსპლანტაციის გლობალური ცენტრის (GODT) მონაცემებით, ყოველწლიურად მსოფლიოში 100,000-მდე ტრანსპლანტაცია სრულდება, მაშინ როცა მილიონობით პაციენტი დიალიზზეა დამოკიდებული. ამ კრიზისს კიდევ უფრო ამწვავებს გადანერგილი ორგანოს შეზღუდული სასიცოცხლო რესურსი და პაციენტებისთვის მთელი ცხოვრების მანძილზე იმუნოსუპრესანტების მიღების აუცილებლობა.
გლობალური კრიზისის ფონზე, საქართველოში თირკმლის ტრანსპლანტაციის სფერო ლოკალური, სპეციფიკური ბარიერების წინაშე დგას. საქართველოს ტრანსპლანტოლოგთა ასოციაციის მონაცემებით, ქვეყანაში წლიურად მხოლოდ 30-დან 50-მდე ოპერაცია სრულდება, რაც რეალურ მოთხოვნასთან შედარებით მცირე მაჩვენებელია. საერთაშორისო პრაქტიკისგან განსხვავებით, ადგილობრივი სისტემა თითქმის სრულად ცოცხალ დონორებზეა დამოკიდებული, რადგან გვამური დონაცია პრაქტიკულად არ ფუნქციონირებს.
PRINT პროგრამა
არსებული კრიზისის დასაძლევად, უეიკ ფორესტის ინსტიტუტმა და რაისის უნივერსიტეტმა 24.8 მილიონი დოლარის დაფინანსება მოიპოვეს. პროფესორ ანტონიოს მიკოსის გუნდი, PRINTპროგრამის ფარგლებში, თირკმლის ქსოვილების ბიობეჭდვის (bioprinting) ინოვაციურ მოდელზე მუშაობს. მეცნიერების მთავარი ამოცანაა შექმნან პერსონალიზებული ქსოვილები, რომლებიც იდეალურად მოერგება პაციენტის ორგანიზმს.
მეთოდის ინოვაციურობას პერსონალიზებული „ბიომელნების“ (bioinks) გამოყენება განსაზღვრავს, რომლებიც პაციენტის საკუთარი უჯრედებისგან მზადდება. ეს ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა შეიქმნას რთული სისხლძარღვოვანი ქსელით აღჭურვილი ქსოვილები, რომლებიც ორგანიზმში იმუნოსუპრესიული თერაპიის გარეშე ინტეგრირდებიან.
ბიომელნები მაღალტექნოლოგიური ჰიდროგელებია, რომლებიც 3D პრინტერის ნემსიდან გამოსვლისას თხევად მდგომარეობაშია, თუმცა მომენტალურად მყარდება და ქმნის სამგანზომილებიან „კარკასს“. თუმცა, ბიომელანი მხოლოდ საყრდენი კონსტრუქცია არ არის; იგი უჯრედგარე მატრიქსის ფუნქციას ასრულებს, რომელიც პაციენტის უჯრედებს ბეჭდვისას დაზიანებისგან იცავს, აწვდის მათ ზრდისთვის საჭირო სიგნალებს და ეხმარება, რომ იმპლანტაციამდე ნამდვილ, ფუნქციურ ქსოვილად ჩამოყალიბდნენ.
ეს მასშტაბური კვლევა პროფესორ მიკოსის გუნდის მრავალწლიან გამოცდილებას ეყრდნობა. პროექტი ხორციელდება ARPA-H-ის PRINT პროგრამის ფარგლებში. ინიციატივა მიზნად ისახავს რეგენერაციული მედიცინისა და ნანოტექნოლოგიების სინთეზით პერსონალიზებული ორგანოების „მოთხოვნით“ წარმოებას. ამ ინოვაციის საბოლოო მიზანია პაციენტებისთვის იმუნური სისტემის ხელოვნური დათრგუნვის აუცილებლობის მოხსნა და მათთვის სრულფასოვანი, ჯანსაღი ცხოვრების დაბრუნება.
ქსოვილოვანი ინჟინერია პროფესორ მიკოსისთვის „კონვერგენტული მეცნიერებაა“, ადგილი, სადაც სხვადასხვა დარგის ცოდნა ერთ დიდ მიზნად ერთიანდება. სწორედ ამ პრინციპით, პროექტი წამყვან ინსტიტუტებს აერთიანებს, მათ შორის უეიკ ფორესტს, მერილენდისა და ტეხასის უნივერსიტეტებს. ეს არის გლობალური ინტელექტუალური კოლაბორაცია თირკმლის დაავადებების წინააღმდეგ, რაც ხაზს უსვამს იმას, რომ ასეთი მასშტაბური გამოწვევის დაძლევა მხოლოდ ერთიანი ძალისხმევითაა შესაძლებელი.
თუმცა, დასახული მიზანი უპრეცედენტო კომპლექსურობისაა: ის უჯრედების წარმოების, ბიორეაქტორების დიზაინისა და 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიების სრულ სინთეზს მოითხოვს. ამოცანაა შეიქმნას ორგანო, რომელიც ბუნებრივი თირკმლის ფუნქციური ანალოგი იქნება. აღნიშნული პროექტის წარმატება ტრანსპლანტაციური მედიცინის ფუნდამენტურ ტრანსფორმაციას ნიშნავს. იგი საფუძველს ჩაუყრის ეპოქას, სადაც ორგანოების “მოლოდინის რეჟიმი” და ორგანიზმის მიერ მათი მოცილების რისკი შემცირდება.
წყარო: Rice University
