Гущерите могат да растат цели крайници. Плоските червеи, морските краставици и морските краставици растат цели тела. Акулите постоянно заместват загубените зъби, като често нарастват над 20 000 зъба през целия си живот. Как да прехвърлим тези практически суперсили на хората? Отговор: чрез авангардни иновации за регенеративна медицина. Докато големите данни и изкуственият интелект прекрояват нашата медицинска практика и измислят нови терапии, регенеративната медицина цели да замени и подмлади физическото ни тяло.
Могат ли да се обновят всички органи на човешкото тяло?
В момента се разработват три регенеративни технологии, които заедно трябва да ни позволят напълно и напълно да подобрим и дори да заменим жизненоважните човешки органи:
- Възстановяване: стволови клетки, регенеративен двигател на организма
- Подмяна: регенерация на органи и биопечат
- Подмладяване: млада кръв и парабиоза
Нека се потопим в перспективата на безсмъртието.
Обновяване и стволови клетки: регенеративният двигател на организма
Стволовите клетки са неопределени клетки, които могат да се трансформират в специализирани клетки - сърце, неврони, черен дроб, бели дробове, кожа и т.н. Те също могат да се разделят, за да произведат повече стволови клетки.
Промоционално видео:
Дете или млад възрастен има много от тези стволови клетки и те действат като вградена система за възстановяване. Те често се призовават на мястото на нараняване или възпаление, за да възстановят и възстановят нормалната си функция.
Но с възрастта запасът ни от стволови клетки започва да намалява с коефициент 100 - 10 000, в зависимост от тъканите и органите. В допълнение, стволовите клетки претърпяват генетични мутации, които намаляват качеството и ефективността на обновяването и възстановяването на тялото ви.
Помислете за стволовите клетки като екип от ремонтници във вашето новопостроено имение. Когато имението е ново, а сервизите са млади, няма да е трудно да поправите нищо. Но с възрастта на ремонтниците и броят им намалява, вашето имение постепенно намалява и накрая се разпада.
Ами ако успеем да поправим и подмладим популацията на стволови клетки?
Една от възможностите за възстановяване и подмладяване е да извлечете и концентрирате собствените си автоложни стволови клетки от възрастни от места като мастна (или мастна) тъкан или костен мост.
Тези стволови клетки обаче са по-малко на брой и са претърпели мутации (в зависимост от вашата възраст) в сравнение с оригиналния „изходен код“. Сега много учени и лекари предпочитат алтернативен източник: получаване на стволови клетки от плацентата или пъпната връв, останали след раждането. Тези стволови клетки, налични в голям брой и съдържащи непокътнат софтуер на новороденото, могат да се инжектират в ставите или интравенозно за подмладяване и съживяване.
Мислете за тези стволови клетки като химически фабрики, които произвеждат жизненоважни фактори на растежа, които могат да помогнат за намаляване на възпалението, борба с автоимунните заболявания, увеличаване на мускулната маса, възстановяване на ставите и дори съживяване на кожата и възстановяване на косата.
През последните десет години броят на научните публикации, свързани със стволови клетки, се е увеличил 40 пъти годишно, а пазарът на стволови клетки се очаква да нарасне до 297 милиарда долара до 2022 г.
Нарастващите инициативи в научните изследвания и разработването на възможности за лечение на хронични заболявания и нарастващото търсене на възможности за регенеративно лечение са най-важните движещи сили за тази нововъзникваща индустрия.
Биолози, ръководени от Коджи Нишида от университета в Осака в Япония, откриха нов начин за отглеждане и развитие на тъканите, изграждащи човешката очна ябълка. Учените могат да отглеждат ретината, роговицата, лещата на окото и други, използвайки само малка проба от кожа за възрастни.
В проучване на Станфорд седем от осемнайсет оцелели от инсулт, които се съгласиха да лекуват стволови клетки, показаха значителни подобрения в двигателната функция. Това лечение може да работи за други невродегенеративни заболявания като Алцхаймер, Паркинсон и ALS.
Лекарите от Неврорехабилитационния център на USC инжектираха стволови клетки в пострадалия шиен гръбначен стълб на наскоро парализиран 21-годишен мъж. Три месеца по-късно той показа значително подобрение на чувствителността и движението в двете ръце.
През 2019 г. лекарите в Обединеното кралство излекуваха ХИВ пациент за втори път в историята, благодарение на ефективността на стволовите клетки. След алогенно лечение на хематопоетични стволови клетки на пациент с рак (с ХИВ) с Ходжкинов лимфом, пациентът започва дългосрочна ремисия на ХИВ - 18 месеца, която продължава в момента на публикуване на изследването.
Подмяна: регенерация на органи и 3D печат
През януари 2019 г. само в САЩ над 113 000 души чакаха опашка за трансплантация на органи - и на всеки 10 минути някой се добавя към тази опашка.
Огромен брой хора, нуждаещи се от „резервни части“, никога не влизат в списъците на чакащите. И средно 20 души умират всеки ден, докато чакат трансплантация. Органите силно липсват.
Прекомерното търсене на дарения за органи само ще се увеличи, тъй като технологията - като самоуправляващите се автомобили - прави света по-безопасно място. И много донори на органи са злополучната последица от инциденти с автомобили и мотоциклети. По-безопасните превозни средства означават по-малко произшествия и дарители.
Очевидно е, че заместващата и възстановяваща (регенеративна) медицина представлява огромна възможност тук.
Дилъри на органи
Изпълнителният директор на United Therapeutics Мартин Ротблат, бивш предприемач на космически космически технологии (тя беше основател на сателитното радио Sirius), промени кариерата през 90-те години, след като дъщеря й разви рядко заболяване на белите дробове.
Днес тя работи в индустрията за заместване на органи. Първоначално Ротблат се съсредоточи върху белодробната болест, докато работеше върху белодробен заместител. За да постигне тази цел, нейната компания, United Therapeutics, работи паралелно върху няколко технологии.
Белите дробове с 3D печат
През 2017 г. Юнайтед си партнира с една от най-големите световни компании за 3D печат - 3D Systems - за да създаде биопринтер за колаген и плати на друга компания, 3Scan, да наряза белите дробове и да създаде подробна карта на вътрешностите им.
Биопринтерът 3D Systems вече използва метода на стереолитографията. Ултравиолетовият лазер осветява малък басейн от колаген, легиран със светлочувствителни молекули. Където и лазерът спре, колагенът се втвърдява.
Постепенно отпечатаният обект е обрасъл с нови слоеве. В момента принтерът може да подрежда колаген с разделителна способност от около 20 микрометра, но ще е необходима разделителна способност на микрометъра, за да се гарантира функционирането на белите дробове.
След отпечатването на колагеновите скелета на белите дробове следващата стъпка е инжектиране на човешки клетки в тях - така нареченият процес на реселуларизация. Целта тук е да се използват стволови клетки, които растат на скелета и се диференцират, в крайна сметка осигурявайки правилна функционалност. Всички индикации са, че този подход може да работи.
През 2018 г. експерименталният хирург от университета в Харвард Харалд Отт съобщи, че е изпомпал милиарди човешки клетки (от пъпната връв и нарязаните бели дробове) в белия дроб на прасе, лишени от собствени клетки. Когато екипът на Отт отново свързва органа с кръвообращението на прасето, той проявява рудиментарна функция.
Хуманизиране на свински бели дробове
Друга стратегия за производство на органи на Ротблат се нарича ксенотрансплантация, идеята за трансплантация на органи на животни в хора, които се нуждаят от подмяна.
Като се има предвид, че органите на възрастно прасе са сходни по размер и форма на хората, United Therapeutics се фокусира върху генетично модифициращите прасета, за да позволи на хората да използват своите органи. „Всъщност не е чак толкова голяма сделка“, казва Ротблат през 2015 г. "Редактира един ген след друг."
За да постигне тази цел, United Therapeutics направи редица инвестиции в компании като Revivicor и Synthetic Genomics и подписа големи споразумения за финансиране с University of Maryland, University of Alabama и New York Presbyterian / Columbia Medical Center за създаване на нови програми за ксенотрансплантации на сърцето, бъбреците и белите дробове. съответно. Ротблат се надява да види първата трансплантация на човек от три до четири години.
Подготвяйки се за деня, United Therapeutics придоби 132 декара земя в изследователския триъгълник парк и изгради медицинска лаборатория от 140 000 квадратни метра, която в крайна сметка ще произвежда до 1000 здрави свински бели дробове - ксенолунги - от генетично модифицирани прасета годишно.
Перфузионни белодробни перфузионни системи Ex vivo
В допълнение към 3D печат и генно инженерство на свински бели дробове, Ротблат вече е започнал трети краткосрочен подход за подобряване на доставката на белите дробове за нуждаещите се.
Само около 30 процента от белодробни потенциални донори отговарят на критериите за трансплантация; от тях само 85% могат да се използват след пристигане в хирургичния център. В резултат на това почти 75% от възможните бели дробове никога не се оказват в нужда от получател.
Ами ако тези бели дробове могат да бъдат поправени? Точно това е следващият подход на д-р Ротблат.
През 2016 г. United Therapeutics инвестира 41,8 милиона долара в TransMedics, компания от Масачузетс, която разработва перфузионни системи ex vivo за дарени бели дробове, сърца и бъбреци.
XVIVO Perfusion System взема бели дробове с пределно качество, които първоначално не отговарят на критериите за трансплантация, извършва перфузия и вентилация при нормални термични условия, така че хирурзите да преоценят пригодността на присадката.
Млада кръв и парабиоза
Какво е парабиоза? Смята се, че редовното кръвопреливане на по-млади, физически годни индивиди може значително да забави процеса на стареене. И това вече се случва.
Проучванията на Станфорд и Харвард показват, че по-старите животни, когато се преливат с кръвта на младите животни, показват регенерация в много тъкани и органи.
Обратното също е вярно: младите животни остаряват по-бързо, когато получават кръв от по-стари животни. Капитализирането на този виртуален фонтан на младостта е сложно.
амброзия
Една компания, стартираща в Сан Франциско Амброзия, наскоро започна практически изпитания за парабиоза. Техният протокол е прост: здрави участници на възраст 35 и повече години получават плазмени трансфузии от донори на възраст под 25 години, а учените наблюдават кръвта им през следващите две години, опитвайки се да определят молекулярни показатели за здравето и стареенето.
Основателят на Амброзия Джеси Кармазин се заинтересува от стартиране на компания за парабиоза, след като видя впечатляващи данни за животни и изследвания на хора в чужбина: при всяко изпитване субектите претърпяха обръщане на симптомите на стареене в почти всички основни органи на системата. "Ефектите изглежда са почти постоянни", казва той. "Това е почти като възстановяване на генната експресия."
Въвеждането на вашите собствени стволови клетки от пъпна кръв от напредване на възрастта може да има огромни ползи за дълголетието. След прессъобщение на FDA през февруари 2019 г., Ambrosia спря да лекува клиенти няколко месеца след започване на операции.
Разбира се, че FDA е повдигнала опасения относно практиката на парабиоза, тъй като към днешна дата има очевидна липса на клинични данни в подкрепа на ефективността на лечението.
Elevian
В другия край на репутацията е Elevian, стартиращ от Харвардския университет. Елевиан подхожда към дълголетието с внимателна, основана на науката стратегия. Питър Диамандис стана съветник и инвеститор в Елевиан.
Изпълнителният директор на компанията Марк Алън, M. D., се присъедини към дузина докторанти от Харвард. Научните основатели на Elevian се присъединиха към компанията, след като идентифицираха специфични циркулиращи фактори, които може да са отговорни за ефекта на "младата кръв".
Един пример: естествено срещаща се молекула, известна като "фактор на диференциация на растежа 11", или GDF11. След въвеждането му при възрастни мишки се възпроизвеждат много от регенеративните ефекти на младата кръв, регенерират се сърцето, мозъкът, мускулите, белите дробове и бъбреците.
По-специално добавката с GDF11 намалява свързаната с възрастта сърдечна хипертрофия, ускорява възстановяването на скелетните мускули, подобрява толерантността към упражнения, подобрява мозъчната функция и мозъчния кръвоток и подобрява метаболизма.
Elevian разработва редица терапевтични средства, които регулират GDF11 и други циркулиращи фактори. Целта е да се възстанови естествената способност на организма да се регенерира, което според Елевиан може да се справи с редица основни причини за болести, свързани с възрастта, и да обърне или предотврати много от заболяванията, свързани със стареенето, и да удължи здравословния живот.
Наближаваме ли безсмъртието?
През 1992 г. футуристът Leland Kaiser въвежда термина "регенеративна медицина":
"Ще се развие нов клон на медицината, който ще се опита да промени хода на хроничното заболяване и в много случаи ще поправи уморени и отслабени органи на системата."
Оттогава мощната индустрия за регенеративна медицина нараства експоненциално и се очаква този бърз растеж да продължи. Радикално удължаване на човешкия живот е на хоризонта. Много скоро всички ще печелим регенеративни суперсили, които преди са принадлежали само на шепа животни и супергерои от комикси.
Иля Кел