TUDOMÁNY

Transzplantációs szervek készülhetnek az űrben 3D-s nyomtatásban

Globális hiány van az átültetésre alkalmas szervekből, ezért veszik fontolóra ezt az újszerű megoldást

Link másolása

Csak 70 évvel kellene visszaforgatni az idő kerekét ahhoz, hogy az űrutazásról és a szervátültetésről jövő időben beszéljünk, az élő szövet 3D-ben való nyomtatása pedig egyenesen a legvadabb sci-fi kategóriájába kerülne. Most e három tevékenység akár össze is fonódhat, hála a tudomány és technika rohamos fejlődésének, és a szükség szülte találékonyságnak.

Az egész világon hiány van a válságos állapotban lévő betegek megmentésére alkalmas szervekből, és ezt a helyzetet a koronavírus pandémia csak tovább súlyosbította. Nem véletlenül nőtte ki magát igen jövedelmező üzletággá az utóbbi évtizedekben az illegális szervkereskedelem. A tudósok éppen ezért egy radikális újítást vettek fontolóra.

Az ötlet egyik atyja Andrew Morgan amerikai katonaorvos, aki számos súlyos harctéri sérültet kezelt, köztük olyanokat, akik robbanások következtében elvesztették a végtagjaikat, vagy pedig belső szerveik roncsolódtak életveszélyesen. Miután látta, hogy milyen lassan gyógyulnak, arra gondolt, mi lenne, ha új szöveteket vagy akár egész szerveket nyomtatnának a sérült testrész pótlására? Elképzelései szerint ezek különösen akkor lennének hasznosak, ha e szöveteket a sérült személy saját sejtjeiből állítanák elő – idézte a

BBC

Morgannek alkalma nyílt hónapokon keresztül e téren kísérleteznie – méghozzá egyenesen a világűrben. Az orvos ugyan egyben űrhajós is, aki 2019-20-ban több mint egy évet töltött a Nemzetközi Űrállomáson (ISS). Itt épített fel asztronauta kolleginájával, Christina Koch-hal sejtről sejtre élő szövetet egy 3D-s nyomtató és úgynevezett „biotinta” segítségével. Ennek a patronjába ültette be a sejteket, hagyta a kultúrát kifejlődni, majd kivette a szövetmintát elemzésre.

Miért voltak a kísérlethez jobbak az űrbeli körülmények, mint a földiek? Mert ez utóbbi esetben, mondja Morgan, ha 3D-ben nyomtatunk szövetkultúrát, a gravitáció miatt összeomolhat. „A szöveteknek szükségük van egy ideiglenes, szerves állványzatra, hogy minden a helyén maradjon, különösen az üreges szerveknél, mint például szívkamrák esetében. Ezek a hatások nem érvényesülnek viszont egy mikrogravitációs környezetben.

Az ISS tehát ideális volt a 2019-ben űrbe küldött Bio Fabrication Facility program tesztelésére. A Techshot és a NScrypt amerikai cégek által kifejlesztett technológia célja, hogy emberi sejteket nyomtasson szerv-formájú szövetekbe. Morgan nagy sűrűségű, szív-szerű szövetekkel végzett kísérleteket. Az NScrypt közreműködésében személyes indokok is szerepet játszottak: a cégvezető Ken Church 27 éves lánya fél tüdővel született és így él ma is és apja bízik abban, hogy sikerül egy nyomtatott tüdőt adni neki. A csapat reméli, hogy a technológia mielőbb eljut odáig, hogy olyan teljes emberi szerveket tudnak nyomtatni az űrben, amelyeket fel lehet használni szervátültetésre.

Az emberi szervek nyomtatásával ma már több biotechnológiai cég is foglalkozik. A legtöbben a sejteket programozzák át olyan őssejtekké, amelyek megfelelő tápanyagokkal képesek fejlődni az emberi szervezet bármely részében. Ezért az eljárásért kapott 2012-ben orvosi Nobel-díjat John B. Gurdon és Jamanka Sinja. Az őssejteket hidrogélre akasztják, amely állványként szolgál, hogy a fejlődő struktúra ne omoljon össze, aztán a kívánt sejttípust rétegről rétegre bele lehet nyomtatni az élő, működő szövetbe.

A biotintát forgalomba hozó Cellink cég már gyártott olyan szövetet, amelyet sikeresen beültettek állatokba, például bőrtranszplantáció céljából. Már próbálkoztak lézer segítségével nyomtatott erekkel is. Itedale Redwan, a Cellink vezető kutatója szerint 10-15 év kell ahhoz, hogy teljesen működőképes nyomtatott szöveteket és szerveket lehessen beültetni emberekbe.

A tudósok már bebizonyították, hogy lehetséges alapszöveteket, sőt, miniatűr szerveket is nyomtatni. 2018-ban a newcastle-i egyetem csapata elsőként nyomtatott emberi szaruhártyát, míg a Tel-Avivi egyetemen miniatűr szívet állítottak elő egy szívbeteg ember szövetéből. A michigani állami egyetem kutatói még tovább mentek: az általuk nyomtatott miniszívhez egy olyan őssejt-keretet használtak, amely egy magzat fejlődési környezetét utánozza, lehetővé téve ezzel mindenféle sejttípusok és azoknak a bonyolult struktúráknak a létrehozását, amelyek egy szív működéséhez szükségesek. De figyelemre méltó a winston-salem-i (Észak-Karolina) Wake Forest intézet kísérlete is, amelynek során idegsejteket integráltak nyomtatott izmokba. Ez fontos lépés az izomműködések helyreállításához a jövőbeli transzplantációkban.

Nagy kérdés, hogy ezek a módszerek működnek-e olyan összetett szervek esetében, mint a máj és a vese, mivel ezekben sokféle sejtek keverednek, amelyeket ér- és ideghálózatok szőnek át. Jennifer Lewis, a Harvard biomérnök-professzora, aki maga is kísérletezett szövetnyomtatással, óvatosságra int e kérdésben.

Úgy véli, ahhoz, hogy egy szerv funkcióját teljes egészében újrateremtsék – például a szívműködés szinkronicitását, vagy a vese szűrő szerepét – az organogenézis folyamatát kellene megismételni, amelynek során az emberi szövetek és szervek soksejtes szerkezetei létrejönnek az embrióban és általuk kialakulnak a különböző szervi funkciók.

A BioLife4D olyan biológiai alkotóelemek nyomtatását célozta meg, amelyekkel javítani lehet az ember szívet. Ezek lennének az előhirnökei egy teljes egészében nyomtatott, átültethető szívnek, de úgy gondolják, hogy óriási piaca lenne a különböző „alkatrészeknek” is, például a szívbillentyűknek. Steve Morris, a cég ügyvezető igazgatója szerint még olyan szívet is érdemes lenne megalkotni, amelynek valamilyen különleges baja van, és rajta lehetne tesztelni a gyógymódot. Redwan is egyetért azzal, hogy a nyomtatott szervekkel már rövid távon is hatékonyabban lehetne modellezni a betegségeket a laboratóriumban és ezzel segítenék a gyógyszerek kifejlesztését, miközben kevesebbet kellene kísérletezni állatokon. Középtávon pedig már a hatalmas donorigények kielégítésére kell gondolni.

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) becslései szerint évente mintegy 130 ezer szervátültetést hajtanak végre, de ez a várólistáknak csupán 10%-át jelenti. Azok a szerencsések pedig, akiknek jut egy donor, életük hátralévő részét olyan immunelnyomó gyógyszereket kell szedniük, amelyek megakadályozzák szervezetüket, hogy kivessék magukból az „idegen” testet. Ha viszont olyan új szervet kapnak, amelyet saját sejtjeikből nyomtattak, nagyban csökkenne a kilökés kockázata.

Mindazonáltal az űrben való szervnyomtatás meglehetősen költséges dolog. A Bio Fabrication Facility működtetése a Nemzetközi Űrállomáson alapjáraton 7 millió dollárba kerül és nehéz lesz a nagybani gyártás sem. De már vannak olyan kísérletek, amelyek azt célozzák, hogy a Földön hozzanak létre alacsony gravitációjú teret összetett, érzékeny szervek kitenyésztésére. Az orosz 3D PBioprinting Solutions például egy olyan rendszert gyártott, amely mágneses mezőben lebegteti a szövetet, míg felveszi a kívánt szerkezetet. Gene Boland, a Techshot főnöke szerint már a 2030-as, vagy 40-es években telepíteni lehet bionyomtató üzemeket az alacsony földi légkörben, ahol a mikrogravitációs környezet előnyeit kihasználva összetettebb emberi szöveteket is lehet nyomtatni. A NScrypt most egy biorektort fejleszt ki, amely úgy előzné meg a nyomtatott szövet belsejében fenyegető elhalást, hogy megpörgeti, megrázza, vagy pedig oxigént táplál bele.

Nem biztos, hogy ezt a rendkívüli orvostechnológiai újítást, ha széles körben elterjed, mindenki lelkesen fogadja. Gondoljunk várható társadalmi hatására. Ma a nyugati világban minden harmadik ember szív- és érrendszeri betegségekben hal meg. Ha viszont az öreg, beteg szíveket helyettesíteni lehet egy fiatalabb, egészséges szívvel, az emberek akár évtizedekkel tovább élhetnének.

Steven Morris, a BioLife4D vezérigazgatója elárulta, hogy kaptak már olyan levelet, amelyben a céget a „megtestesült gonosznak” nevezték, és úgy vélték: az élet meghosszabbítása nyomtatott szervekkel helytelen, tekintettel arra, hogy a Föld forrásainak szűkössége már így épp elég szenvedést okoz az emberiségnek, és az emberi élet meghosszabbítása további szenvedésekhez vezetne. De felmerülnek más, borotvaélen táncoló etikai kérdések: mi van akkor, hogy egy szülő azt kéri, hogy 12 éves gyermekének szívét egy nagyobbra, erősebbre cseréljék, hogy ő lehessen az iskola bajnoka? „Ha képesek vagyok szívet nyomtatni két billentyűvel, miért ne tudnánk olyant, amelynek van két plusz billentyűje? Én úgy gondolom, hogy ha az evolúció nem adott nekünk extra szívbillentyűket, akkor nekünk sem kell ezt tennünk. De ha már mindenképpen ki kell cserélni egy szervet, akkor nem idegenkednék attól, hogy egy valamiképpen javítottat tegyünk a helyére” – mondta Morris.

Az eljárás vélhetően drága lesz, különösen, ha űrbéli készítményekkel hajtják végre, ezért jó ideig azokat vonzza majd, akik tudnak és akarnak erre áldozni. De eljöhet az az idő, miként erre Ravi Birla, a BioLife 4D szövetmérnöke figyelmeztetett, hogy valaki valamennyi szervét ki akarja cserélni, és a végén már semmi nem marad abból az emberből, aki megszületett, hanem egy másik lény lesz.

Jelenleg ugyan a kutatók előtt még az életmentő transzplantációk lebegnek, de számolni kell azzal, hogy odajutnak, mint a plasztikai sebészet, vagy pedig doppingszer-használat. Ugyanakkor, ha már az űrkutatásnál maradunk, nagy jövő várhat a bioprintingre a bolygóközi utazások korában, amikor fogytán lesz az élelmiszer, és állati sejtekből állíthatják elő az ennivalót.

Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
Címlapról ajánljuk

Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Eddig ismeretlen, vérfagyasztó kinézetű cápára bukkantak
A képek alapján a kutatók is eltérő véleményen vannak arról, milyen cápafaj látható a képen.

Link másolása

Egy ausztrál horgász egy eddig sosem látott cápafaj példányára bukkanhatott. A nagy szemű, és rendkívül ijesztő, kiálló fehér szájú, illetve fogú cápát élettelenül húzták ki a tengerből az ausztrál partoknál – írja az Independent.

A sydney-i horgász, Trapman Bermagui értetlenül áll a fogás előtt. A fotó nagy port kavart az interneten és tömegek próbálták megállapítani, milyen fajtájú cápa lehet a képen.

Dean Grubbs, a Floridai Állami Egyetem Parti és Tengeri Laboratóriumának kutatási igazgatóhelyettese is megvizsgálta a képeket, aki szerint az állat latin neve Centroscymnus owstoni.

Grubbs elmondása szerint a mélytengeri kutatásai során elég sok ilyen állattal találkozott már a Mexikói-öbölben és a Bahamákon. Mint írta, általában 740 és 1160 méter közötti mélységben találhatók meg ezek az állatok a mostani, 650 méter mélységről érkező bejelentésekkel szemben.

A kutató szerint a hal az alvócápák családjába tartozik, ugyanabba a családba, mint a grönlandi cápa – ennél azonban sokkal kisebb.

Christopher Lowe, a Kaliforniai Állami Egyetem professzora viszont cáfolja a floridai kollégájának véleményét, szerinte inkább egy Búvárcápa (Kitefin shark) van a képen, amely az Ausztrália melletti vizekben ismert. Azt sem zárta ki, hogy a Dalatias lata, vagy egy másik, ismeretlen fajta látható a képen, mivel folyamatosan fedeznek fel újabb és újabb mélytengeri cápákat, amelyek igencsak hasonlítanak egymásra.

A Dalatias lata egyébként a mély vizeket kedveli, a tengerfenék közelében, akár 1800 méteres mélységben is megtalálhatók az Atlanti-, az Indiai- és a Csendes-óceánban.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
Először sikerült farkast klónozni, egy kutya hordta ki a kölyköt
85 embrió közül egyedül egy kölyök látott napvilágot, amely egy elpusztult farkas génjeit hordozza.
Fotó: Pexels/Pixabay (illusztráció) - szmo.hu
2022. szeptember 28.


Link másolása

Megszületett a világ első klónozott sarkvidéki farkasa, amelyet egy beagle fajtájú kutya hordott ki - írja a LiveScience, ahol a kisfarkasról készült fotók is megtekinthetők.

A kínai Sinogene Biotechnology Company egy videóban mutatta be a világnak a Maya nevű klónozott nőstény farkaskölyköt. A videó 100 nappal Maya születése után jelent meg, a kölyök június 10-én jött világra egy pekingi laboratóriumban.

A Sinogene általában elpusztult háziállatok, például macskák, kutyák és lovak klónozására specializálódott magánügyfelek számára. A vállalatnál azonban most a veszélyeztetett fajok megőrzésével terveznek foglalkozni.

Mayát egy sarkvidéki farkastól gyűjtött DNS segítségével klónozták, amely fogságban halt meg Harbin Polarlandban, egy északkelet-kínai vadasparkban. Az eredeti Maya Kanadában született, majd 2006-ban Kínába szállították, és idős kora miatt pusztult el még 2021 elején.

Maya klónozása két év fáradozás és erőfeszítés után sikeresen befejeződött - mondta Mi Jidong, a Sinogene vezérigazgatója a cég sajtótájékoztatóján.

A kutatók eredetileg 137 sarkvidéki farkasembriót hoztak létre úgy, hogy az eredeti Maya bőrsejtjeit kutyából származó éretlen petesejtekkel fuzionálták a szomatikus sejtmag transzfer (SCNT) néven ismert eljárás segítségével. Az embriók közül 85-öt sikeresen átültettek hét beagle-be. Az átültetett embriók közül csak egy fejlődött ki teljesen a vemhesség alatt.

A kutatók azért beagle-t alkalmaztak, mert nem volt elegendő nőstény farkas. Szerencsére a kutyák elegendő DNS-en osztoznak a farkasokkal ahhoz, hogy a hibrid vemhesség létrjöhessen.

Maya jelenleg béranyjával él egy laboratóriumban a kelet-kínai Hszücsouban, ám a farkaskölyköt végül a Harbin Sarkvidékre szállítják, hogy más sarkvidéki farkasokkal éljen együtt. A park őrei azonban úgy vélik, hogy elszigetelt nevelése miatt lassan kell bemutatni a falka többi tagjának.

Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
A herpesz vírus az előrehaladott rákot is legyűrheti egy új kutatás szerint
Volt olyan páciens, akinek a rékbetegsége teljesen eltűnt, míg másoknál a daganatok kezdtek zsugorodni.

Link másolása

Az orovosok által használt új gyógyszer alapja a legyengített herpeszvírus egy fajtája volt, a herpes simplex, melyet úgy módosítottak, hogy elpusztítsa a daganatokat. Az emberken végzett kísérleteket követően a szakértők szerint bár nagyobb és hosszab tesztekre lesz szükség, azt már most leszűrték, hogy az injekció formájában beadott új gyógyszer több előrehaladott állapotban lévő rákos beteg esetében mentőövet jelenthet.

A kísérletben részt vevő 39 éves Krzysztof Wojkowskinál 2017-ben diagnosztizáltak nyálmirigyrákot. Az orvosai akkor azt mondták neki, hogy nem tudnak már mit tenni, mivel ritka és rosszindulatú daganatról van szó. A rövid ideig, öt héten keresztül, kéthetente beadott vírusinjekciót követően azonban teljesen felépült a féri, aki immár két éve tünetmentes.

A brit kutatók elmondták, a kezelésük során közvetlenül a daganatba adják az injekciót, ami így kétféleképpen támadja meg a rákot: a vírus behatol a rákos sejtekbe, amit szétrobbant, közben pedig aktiválja az immunrendszert.

Mintegy 40 beteget vetettek alá a kezelésnek a vizsgálat részeként, akik közül néhányan csak az RP2 nevű vírusinjekciót, míg mások egyéb rákgyógyszert – nivolumabot – is kaptak a vírus mellé.

A Párizsban rendezett orvosi konferencián bemutatott eredmények igen biztatónak mondhatók:

  • kilenc, csak RP2-t kapó beteg közül három, köztük Krzysztof daganata is csökkent,
  • a kombinált kezelésben részesült 30 alanyból hét szintén javulást mutatott,
  • míg a mellékhatások, mint például a fáradtság többnyire elenyésző volt.

Kevin Harrington professzor, a kutatás vezetője a BBC-nek elmondta, hogy a megfigyelt kezelési reakciók "igazán lenyűgözőek" voltak számos előrehaladott rák esetében, mint a nyelőcsőrák vagy a szemrák egy ritka típusa.

A kutatás azért is úttörőnek számít, mert

„a korai stádiumú klinikai vizsgálatok során ritkán látni ilyen jó válaszarányt, mivel elsődleges célja a vizsgálatoknak a kezelés biztonságának tesztelése, amit olyan előrehaladott daganatos betegek bevonásával tesznek, akiknél a jelenlegi kezelések már nem működnek”

– tette hozzá Harrington.

Nem ez az első eset, hogy a tudósok vírust használnak a rák elleni küzdelemben. Az NHS (Országos Egészségügyi Szolgálat) néhány éve jóváhagyta a szintén genetikailag módosított herpesz vírusból készített T-Vec nevű szert, ami az előrehaladott bőrrák kezelésében nyújt segítséget.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
Így még soha nem láthattuk a Neptunuszt – új képeket készített a James Webb űrteleszkóp a Naprendszer legtávolabbi bolygójáról
A legutóbbi részletes képeket még a Voyager-2 készítette a Neptunuszról 1989-ben. Most teljesen új arcát mutatta meg a bolygó.

Link másolása

Új fényben és rendkívüli részletességgel mutatta meg a Neptunuszt és halvány gyűrűit a James Webb űrteleszkóp - számolt be róla a Guardian.

Mint írták, 

legutóbb 1989-ben készült hasonló részletességű kép Naprendszerünk legtávolabbi bolygójának gyűrűiről,

amikor az amerikai űrkutatási hivatal (NASA) Voyager-2 űrszondája néhány órán át a jégóriás közelében tartózkodott.

A Hubble űrteleszkóp által készített képeken a Neptunusz a légkörében található metán miatt mélykék színben játszik. Ezzel szemben

a James Webb elsődleges képalkotója, a NIRCam infravörös szűrőjén át a bolygó szürkésfehér színben tündököl, jeges felhők is láthatók a felszínén.

Mark McCaughrean, az Európai Űrügynökség (ESA) illetékese elmondta, hogy a Neptunusz gyűrűi sokkal jobban visszaverik az infravörös sugárzást, így jobban kirajzolódnak a képeken.

A NASA közleménye szerint a képen "érdekes fényesség" látható a Neptunusz teteje körül.

A bolygó dőlésszöge és Nap körüli 164 éves keringési ideje miatt a csillagászoknak még nem sikerült alaposan megvizsgálni annak északi pólusát.

A James Webbnek a Neptunusz tizennégy ismert holdjából hetet sikerült lencsevégre kapnia, köztük a legnagyobbat, a Tritont. A Plútó törpebolygónál is nagyobb Triton a képeken fényesebb a Neptunusznál, mivel jég borítja, amely visszaveri a fényt.

Ez a hold szokatlan módon fordított pályán kering a bolygó körül, ezért a csillagászok szerint

a Triton a Naprendszer szélén található Kuiper-öv része lehetett, amely végül a Neptunusz gravitációs vonzásába került.

Az Európai Űrügynökséggel közösen indított teleszkópot az 1990-es évek közepe óta fejlesztik, végül decemberben juttatták fel az űrbe.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk