Возможность самовосстановления организма – мечта человечества. Акулы отращивают зубы за недели, глистые мыши заживляют ожоги и восстанавливают почки. Современные научные исследования открывают невероятные перспективы в этой области.
Регенерация зубов
В Японии начались клинические испытания лекарства для регенерации зубов, эффективность которого доказана на мышах. Исследователи столкнулись с трудностями, воздействуя напрямую на молекулы, участвующие в развитии зубов, поскольку они важны для развития костей и других органов. Подопытные мыши погибали. Учёные обратили внимание на антитело, сдерживающее рост зубов, и научились ослаблять его действие, стимулируя рост недостающих зубов без нежелательных побочных эффектов. Результаты экспериментов обнадеживают: у грызунов выросли новые зубы. Успешное прохождение испытаний на людях может привести к появлению лекарства для отращивания зубов к началу 30-х годов.
Восстановление эмали и биопечать органов
Современные методы восстановления эмали зубов, рекламируемые в СМИ, часто неэффективны. Учёные, вырастив зубы из стволовых клеток в пробирке и активировав определённые гены, стимулировали производство эмали. Полученные органоиды (структуры из клеток, похожие на настоящие зубы) вырабатывали белки, из которых формировалась ткань, подобная эмали. Это открывает путь к созданию «живых пломб», способных к самостоятельному восстановлению повреждений.
В перспективе биопечать позволит создавать органы из живых клеток. В медицинском университете Инсбрука уже печатают кожу, но создание сложных органов, таких как сердце или печень, сопряжено с трудностями: огромное количество клеток (например, 100 миллиардов для сердца), необходимость воссоздания белкового каркаса и передачи информации между клетками, формирующейся в течение жизни. Несмотря на это, учёные уже печатают модели органов, например, печень размером с реальный орган за 5 минут. Технология объемной биопечати решает проблему низкой скорости и механических нагрузок традиционной 3D-печати, позволяя создавать сложные структуры, такие как печень с сосудами или даже руку, за 19 минут. Клетки помещаются в гидрогель, служащий каркасом и защитой, затем структура облучается светом. Пересадка органов с помощью роботов-хирургов также активно развивается. Проведена первая в мире операция по пересадке целой печени с помощью робота, управляемого хирургом. Роботы повышают точность и снижают риски для пациента. Разрабатываются автономные роботы-хирурги, использующие нейросети для проведения операций.
Регенерация нервной ткани и обращение вспять рубцовой ткани
Исследования показывают возможность восстановления повреждённых участков мозга. В эксперименте на мышах-химерах (с человеческими глиальными клетками в мозге) здоровые глиальные клетки вытеснили больные клетки, замещая их. Более того, молодые здоровые клетки вытеснили более старые, что свидетельствует о возможности омоложения мозга. Это открывает перспективы для лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера. Также ведутся исследования по пересадке стволовых клеток, полученных из клеток кожи пациентов с болезнью Паркинсона, крысам. Эти клетки способны превращаться в новые нейроны.
Учёные обнаружили возможность обращать вспять образование рубцов на сердце после инфаркта миокарда. Путем подавления определённого гена в фибробластах (клетках, участвующих в образовании соединительной ткани и рубцов), учёные добились рассасывания рубцов и восстановления сердца у мышей. Это открывает перспективы для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Использование органов животных и криоконсервация
В качестве решения проблемы дефицита донорских органов рассматривается использование органов животных. Недавние операции по пересадке сердца свиньи человеку показали возможности, хотя и требуют дальнейшей доработки. Исследование причины неудачи первой такой операции показало, что проблема заключалась не в самом органе, а в лечении пациента после операции. Также удалось вырастить человеческие органы (почки) в организме свиньи – в химере, состоящей из клеток свиньи и человека.
Учёные успешно заморозили и разморозили орган (печень) у крыс, сохранив его функциональность. Разработан метод «нано-разогрева», использующий наночастицы железа для равномерного и быстрого оттаивания органа с помощью радиочастотной катушки. Это открывает новые возможности для хранения и транспортировки органов.
Современная наука демонстрирует стремительный прогресс в области регенеративной медицины. Возможности по восстановлению и обновлению организма расширяются, открывая новые перспективы для лечения различных заболеваний и продления жизни. Однако необходимо дальнейшее изучение и разработка безопасных и эффективных методов.