Продление жизни: современные методы

Продление жизни далеко за пределы отпущенного природой срока – это давняя мечта человечества. Жить долго хотели и хотят очень многие. Какие только ухищрения и необычные процедуры омоложения не придуманы людьми. Индийские йоги, средневековые алхимики, мистики и апологеты здорового образа жизни, буддистские монахи и отшельники – все они одной из целей видели продление своего земного существования. Многие из них, если верить преданиям и легендам, добились в этом деле значительного успеха. Однако документальных подтверждений подобных случаев существенного продления жизни на сегодняшний день не существует, поэтому рассказы о трёхсотлетних старцах остаются красивой легендой.

Сегодня за продление жизни взялась наука. Учёные по всему миру ведут активные исследования способов увеличения срока жизни. Работы ведутся по разным направлениям: генной инженерии, молекулярной абсорбции, пересадки органов, в том числе искусственных, регенеративного омоложения, создание фармацевтических препаратов, дарующих омоложение и многим другим. Зачастую методы омоложения и продления жизни применяются комплексно, в сочетании друг с другом. Одной из наиболее перспективных разработок, позволяющей в теории заменять дряхлеющие ткани и органы человеческого организма на выращенные искусственно аналоги, является 3D-биопринтинг. Эта новая технология, находящаяся пока в стадии эксперимента, тем не менее сулит большое будущее делу радикального омоложения организма и, соответственно, продления жизни человека далеко за отведённый природой срок в 125 лет (в теории неограниченно долгое время).

Регенерация живых организмов: история вопроса

Биологический процесс клеточной регенерации представляет собой предусмотренный самой природой механизм омоложения организма. Если бы удалось сделать процесс регенерации контролируемым и управляемым, тогда проблема продления жизни была бы решена. Исследованием этого удивительного механизма учёные занялись довольно давно. Первым, кто обратил внимание на процесс восстановления повреждённых тканей организма земноводных, был немецкий анатом Г. Борн. Проводя исследования анатомии головастиков, профессор был вынужден на время прекратить опыты. Каково же было его удивление, когда вернувшись на следующий день, учёный обнаружил сросшиеся фрагменты земноводного, разрезанные накануне скальпелем.

К аналогичным результатам в 1907 году пришёл американец Петер фон Вильсон. В ходе экспериментов с морскими губками биолог обнаружил, что их части, будучи разрезанными, впоследствии срастаются заново. Однако, потрясающая регенерация наблюдалась лишь у сравнительно простых организмов. С человеком всё обстояло гораздо сложнее.

Данные эксперименты, пусть и весьма несовершенные, послужили отправной точкой разработки технологий воссоздания органов человеческого организма. Уже в 2000 году, Томас Боланд, учёный, занимающийся биоинженерией, провёл весьма неординарный опыт. В частности, им были перенастроены два обыкновенных струйных принтера для воссоздания структуры ДНК. Для печати учёный использовал человеческие клетки, а программное обеспечение оборудования инженер переделал под свои нужды. В результате Боланду удалось совершить задуманное. Успех предприятия обеспечило сходство размеров используемых клеток и стандартной капли чернил для печати – порядка 10 микрон или 0.01 мм. Впоследствии, из этого, во многом курьёзного эксперимента и развилась перспективная современная технология 3D-биопринтинга.

3D-биопринтер

Самый первый серийный образец биопринтера увидел свет в 2009 году. Это была совместная разработка американских и австралийских учёных. К слову, за три года до того, как оборудование пошло в производство, группа экспериментаторов с помощью обычного 3D-принтера отпечатала несколько искусственных органов для пересадки живым людям. И хотя опыт можно считать успешным лишь частично, бесценные сведения, полученные в ходе эксперимента, позволили наладить выпуск серийных 3D-биопринтеров и с успехом их применять.

Устройство биопринтера принципиально мало чем отличается от его промышленного аналога. В точку печати подаются специальные биополимеры, биочернила, клетки того органа пациента, который необходимо воссоздать и стволовые клетки пациента. Последние могут превращаться в любой тип клеток и не испытывать проблем с отторжением. Главной задачей 3D-биопечати является управление такими стволовыми клетками, ведь им необходимо указать, в какой тип ткани организма (эпителий, эндотелий и т. п.) им следует превратиться.

Успешное применение технологии 3D-биопечати

На сегодняшний день 3D-биопечать, хоть и является во многом экспериментальной технологией, всё же весьма перспективна. Первоначальный опыт использования обычных 3D-принтеров для выращивания мочевого пузыря с дальнейшей его пересадкой человеку имел некоторый успех. В одном случае трансплантации новый орган прижился и нормально функционировал.

Уже в 2014 году была разработана технология 3D-биопечати протеза человеческой кости. Весь процесс создания необходимого фрагмента занимает 2 часа, что позволяет оперативно создавать протезы прямо в ходе операции. Что интересно, через несколько месяцев все искусственные элементы такого импланта в организме заменяются естественными тканями. По завершению этого процесса протез невозможно отличить от настоящей человеческой кости. В частности, этот проект открывает потрясающие перспективы в стоматологии.

Через год швейцарские учёные разработали метод биопечати и последующей трансплантации носовых хрящей, что позволяет за короткий срок создавать полноценный протез человеческого носа. Впоследствии, в организме биополимер замещается настоящими тканями организма, что позволяет протезу полностью прижиться – искусственный нос ничем не отличается от настоящего. Благодаря такой технологии 3D-биопечати многие люди, пострадавшие в авариях и катастрофах, получили шанс обрести свой прежний облик и вернуться к полноценной жизни.

Сейчас многие исследователи ведут работы над 3D-биопринтингом человеческой кожи. Это очень важное направление трансплантологии, позволяющее спасать жизни людей, пострадавших от ожогов. Другим направлением 3D-биопечати является создание полноценных кровеносных сосудов. По результатам исследований открывающиеся перспективы сулят самый настоящий прорыв в медицине. По самым предварительным оценкам, при сохранении имеющихся темпов исследований и внедрения технологий, уже к 2030 году учёные смогут напечатать полноценное человеческое сердце, пригодное к трансплантации и последующей нормальной работе. Это открытие сможет спасти множество человеческих жизней.