Jašterice môžu pestovať celé končatiny. Ploštnice, hviezdice a morské uhorky rastú v celom tele. Žraloky neustále nahrádzajú stratené zuby a často za celý život pestujú viac ako 20 000 zubov. Ako preniesť tieto praktické superveľmoci na ľudí? Odpoveď: Špičkovou inováciou regeneratívnej medicíny. Aj keď veľké množstvo údajov a umelá inteligencia pretvárajú našu lekársku prax a vymýšľajú nové terapie, cieľom regeneratívnej medicíny je nahradiť a omladiť naše telo.
Môžu byť obnovené všetky orgány ľudského tela?
V súčasnosti sa vyvíjajú tri regeneračné technológie, ktoré by nám mali spoločne umožniť úplne a úplne vylepšiť a dokonca nahradiť životne dôležité ľudské orgány:
- Zotavenie: kmeňové bunky, regeneračný motor tela
- Nahradenie: regenerácia orgánov a biotlač
- Omladenie: mladá krv a parabióza
Poďme sa ponoriť do perspektívy nesmrteľnosti.
Obnova a kmeňové bunky: regeneračný motor tela
Kmeňové bunky sú nerozhodnuté bunky, ktoré sa môžu transformovať na špecializované bunky - srdce, neuróny, pečeň, pľúca, koža atď. Môžu sa tiež deliť a produkovať viac kmeňových buniek.
Propagačné video:
Dieťa alebo mladý dospelý majú mnoho z týchto kmeňových buniek a fungujú ako zabudovaný regeneračný systém. Často sú privolaní na miesto poranenia alebo zápalu, aby opravili a obnovili normálnu funkciu.
Ale s vekom sa naša zásoba kmeňových buniek začína znižovať o faktor 100 - 10 000, v závislosti od tkaniva a orgánov. Kmeňové bunky navyše podliehajú genetickým mutáciám, ktoré znižujú kvalitu a efektívnosť obnovy a opravy vášho tela.
Predstavte si kmeňové bunky ako tím opravárov vo vašom novovybudovanom sídle. Keď je kaštieľ nový a opravári sú mladí, nebude ťažké nič opraviť. Ale ako opravári starnú a ich počet klesá, váš dom sa postupne zmenšuje a nakoniec sa zrúti.
Čo keby sme mohli opraviť a omladiť populáciu kmeňových buniek?
Jednou z možností regenerácie a omladenia je extrahovať a koncentrovať svoje vlastné autológne kmeňové bunky dospelých z miest, ako je tukové tkanivo alebo tukové tkanivo alebo kostný mostík.
Tieto kmeňové bunky sú však v počte menej a prešli mutáciami (v závislosti od vášho veku) v porovnaní s pôvodným „zdrojovým kódom“. Mnoho vedcov a lekárov teraz uprednostňuje alternatívny zdroj: získavanie kmeňových buniek z placenty alebo z pupočnej šnúry, ktorá zostala po pôrode. Tieto kmeňové bunky, ktoré sú k dispozícii vo veľkom počte a obsahujú neporušený softvér novorodenca, môžu byť injikované do kĺbov alebo intravenózne na omladenie a revitalizáciu.
Myslite na tieto kmeňové bunky ako na chemické továrne, ktoré produkujú životne dôležité rastové faktory, ktoré môžu pomôcť zmierniť zápal, bojovať proti autoimunitným ochoreniam, zvyšovať svalovú hmotu, opravovať kĺby a dokonca revitalizovať pokožku a obnovovať rast vlasov.
Za posledných desať rokov sa počet výskumných publikácií súvisiacich s kmeňovými bunkami zvýšil 40-krát ročne a očakáva sa, že trh s kmeňovými bunkami do roku 2022 porastie na 297 miliárd dolárov.
Rastúce iniciatívy vo výskume a vývoji možností liečby chronických chorôb a rastúci dopyt po možnostiach regeneratívnej liečby sú najdôležitejšími hnacími silami tohto rozvíjajúceho sa priemyslu.
Biológovia, ktorých vedie Koji Nishida z Osackej univerzity v Japonsku, objavili nový spôsob pestovania a rozvoja tkanív tvoriacich ľudskú očnú guľu. Vedci môžu pestovať sietnicu, rohovku, šošovky oka a viac pomocou len malej vzorky kože dospelých.
V Stanfordovej štúdii sedem z osemnástich prežívajúcich mŕtvicu, ktorí súhlasili s liečbou kmeňovými bunkami, preukázalo významné zlepšenie funkcie motorov. Táto liečba môže pôsobiť na ďalšie neurodegeneratívne choroby, ako sú Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba a ALS.
Lekári v Neurorehabilitačnom centre USC injektovali kmeňové bunky do zranenej krčnej chrbtice nedávno paralyzovaného 21-ročného muža. O tri mesiace neskôr preukázal významné zlepšenie citlivosti a pohybu v oboch rukách.
V roku 2019 lekári vo Veľkej Británii vyliečili HIV vírus druhýkrát v histórii vďaka účinnosti kmeňových buniek. Po liečbe alogénnych hematopoetických kmeňových buniek u pacienta s rakovinou (HIV) Hodgkinovým lymfómom začal pacient dlhodobú remisiu HIV - 18 mesiacov, ktorá pokračovala v čase uverejnenia štúdie.
Výmena: regenerácia orgánov a 3D tlač
Len v USA v januári 2019 čakalo na front na transplantáciu orgánov vyše 113 000 ľudí - a každých 10 minút sa do tohto frontu pridá niekto.
Obrovský počet ľudí, ktorí potrebujú „náhradné diely“, sa nikdy nedostane na poradovníky. A priemerne 20 ľudí zomiera každý deň pri čakaní na transplantáciu. Orgány veľmi chýbajú.
Nadmerný dopyt po darcovstve orgánov sa zvýši iba vtedy, keď vďaka technológii - ako napríklad vozidlá s vlastným pohonom - sa svet stane bezpečnejším miestom. A mnoho darcov orgánov je nešťastným dôsledkom nehôd pri automobiloch a motocykloch. Bezpečnejšie vozidlá znamenajú menej nehôd a darcov.
Substitučná a restoratívna (regeneratívna) medicína tu samozrejme predstavuje veľkú príležitosť.
Predajcovia orgánov
Generálna riaditeľka United Therapeutics Martin Rothblatt, bývalá letecká spoločnosť (zakladateľka Sirius Satellite Radio), zmenila kariéru v 90. rokoch potom, ako sa jej dcére vyvinula zriedkavá choroba pľúc.
Dnes pracuje v priemysle náhrady orgánov. Rothblatt sa spočiatku zameriaval na ochorenie pľúc pri práci na náhradných pľúcach. Na dosiahnutie tohto cieľa jej spoločnosť United Therapeutics pracovala paralelne na niekoľkých technológiách.
Pľúca na 3D tlač
V roku 2017 sa spoločnosť United spojila s jednou z najväčších svetových tlačiarenských spoločností 3D - 3D Systems - s cieľom vytvoriť kolagénový bioprinter a zaplatiť inej spoločnosti 3Scan za krájanie pľúc a vytvorenie podrobnej mapy ich vnútorností.
Bioprinter 3D Systems teraz používa metódu stereolitografie. Ultrafialový laser osvetľuje malú zásobu kolagénu dopovanú molekulami citlivými na svetlo. Kdekoľvek laser zastaví, stuhne kolagén.
Vytlačený objekt sa postupne zarastá novými vrstvami. Tlačiareň môže v súčasnosti ukladať kolagén v rozlíšení asi 20 mikrometrov, na zabezpečenie pľúcnej funkcie však bude potrebné rozlíšenie v mikrometroch.
Po vytlačení kolagénového lešenia v pľúcach je ďalším krokom vstreknutie ľudských buniek do nich - takzvaný proces reellularizácie. Cieľom je použitie kmeňových buniek, ktoré rastú na lešení a diferencujú sa, čo nakoniec poskytuje správnu funkčnosť. Všetky náznaky naznačujú, že tento prístup by mohol fungovať.
V roku 2018 experimentálny chirurg Harvardskej univerzity Harald Ott uviedol, že do pľúc ošípaných prečerpal miliardy ľudských buniek (z pupočnej šnúry a nasekaných pľúc) bez vlastných buniek. Keď Ottov tím znovu pripojil orgán k obehu ošípaných, prejavil sa v ňom primárna funkcia.
Humanizácia pľúc ošípaných
Ďalšia stratégia výroby orgánov Rothblatt sa nazýva xenotransplantácia, myšlienka transplantácie orgánov zvierat ľuďom, ktorí potrebujú náhradu.
Vzhľadom na to, že orgány dospelého ošípaného majú podobnú veľkosť a tvar ako ľudia, United Therapeutics sa zameriava na geneticky modifikované ošípané, aby umožnil ľuďom používať ich orgány. „Nie je to až také veľké riešenie,“povedal Rothblatt v roku 2015. "Upravuje to jeden gén za druhým."
Na dosiahnutie tohto cieľa spoločnosť United Therapeutics investovala do spoločností, ako sú Revivicor a Synthetic Genomics, a podpísala významné dohody o financovaní s University of Maryland, University of Alabama a New York Presbyterian / Columbia Medical Center na vytvorenie nových programov na xenotransplantáciu srdca, obličiek a pľúc. resp. Rothblatt dúfa, že sa uskutoční prvá ľudská transplantácia za tri až štyri roky.
V rámci prípravy na deň spoločnosť United Therapeutics získala 132 akrov pôdy v parku Research Triangle Park a postavila lekárske laboratórium s rozlohou 140 000 metrov štvorcových, ktoré v konečnom dôsledku vyprodukuje z geneticky modifikovaných ošípaných ročne 1 000 zdravých pľúc ošípaných - xenolungov.
Ex vivo pľúcne perfúzne systémy
Okrem 3D tlače a genetického inžinierstva pľúc ošípaných začal Rothblatt už tretí krátkodobý prístup na zlepšenie dodávky pľúc tým, ktorí to potrebujú.
Len asi 30 percent potenciálnych darcovských pľúc spĺňa transplantačné kritériá; z toho iba 85% sa môže použiť po príchode do chirurgického centra. Výsledkom je, že takmer 75% možných pľúc nikdy neskončí u príjemcu v núdzi.
Čo keby sa tieto pľúca dali opraviť? Presne to je ďalší prístup Dr. Rothblatta.
V roku 2016 spoločnosť United Therapeutics investovala 41,8 milióna dolárov do spoločnosti TransMedics, spoločnosti Massachusetts, ktorá vyvíja perfúzne systémy ex vivo pre darované pľúca, srdce a obličky.
Perfúzny systém XVIVO berie pľúca marginálnej kvality, ktoré nespĺňali pôvodne kritériá transplantácie, vykonáva perfúziu a ventiláciu za normálnych tepelných podmienok, aby lekári mohli prehodnotiť vhodnosť štepu.
Mladá krv a parabióza
Čo je parabióza? Predpokladá sa, že pravidelné krvné transfúzie mladších, fyzicky zdatných jedincov môžu významne spomaliť proces starnutia. A to sa už deje.
Štúdie Stanforda a Harvarda ukázali, že staršie zvieratá, keď sa dostanú do krvi mladých zvierat, vykazujú regeneráciu v mnohých tkanivách a orgánoch.
Opak je tiež pravdou: mladé zvieratá starnú rýchlejšie, keď dostávajú krv zo starších zvierat. Využívanie tejto virtuálnej fontány mládeže je zložité.
ambrózie
Jedna spoločnosť, so sídlom v San Franciscu, s názvom Ambrosia, nedávno začala praktickú skúšku parabiózy. Ich protokol je jednoduchý: zdraví účastníci vo veku 35 a viac rokov dostávajú transfúzie plazmy od darcov mladších ako 25 rokov a vedci monitorujú svoju krv v nasledujúcich dvoch rokoch, pričom sa snažia určiť molekulárne ukazovatele zdravia a starnutia.
Zakladateľ spoločnosti Ambrosia Jesse Karmazin sa začal zaujímať o založenie spoločnosti zaoberajúcej sa parabiózou po tom, čo si všimli pôsobivé údaje o zvieratách a štúdie na ľuďoch v zahraničí. „Zdá sa, že účinky sú takmer trvalé,“hovorí. "Je to takmer ako obnovenie génovej expresie."
Predstavenie vlastných kmeňových buniek pupočníkovej krvi v priebehu veku môže mať obrovské výhody pre dlhovekosť. Po tlačovej správe agentúry FDA vo februári 2019 spoločnosť Ambrosia prestala liečiť klientov niekoľko mesiacov po začatí činnosti.
Rozumie sa, že FDA vyvolala obavy týkajúce sa postupu parabiózy, pretože doteraz neexistuje výrazné množstvo klinických údajov na podporu účinnosti liečby.
Elevian
Na druhom konci spektra reputácie je Elevian, startup z Harvardskej univerzity. Elevian pristupuje k dlhovekosti opatrnou vedeckou stratégiou. Peter Diamandis sa stal poradcom aj investorom vo Eleviane.
Generálny riaditeľ spoločnosti Mark Allen, M. D., sa pripojil k tuctu PhD od Harvardu. Vedci spoločnosti Elevian sa pripojili k spoločnosti po identifikácii konkrétnych cirkulujúcich faktorov, ktoré môžu byť zodpovedné za efekt „mladej krvi“.
Jeden príklad: prírodne sa vyskytujúca molekula známa ako „faktor rastu 11“alebo GDF11. Po zavedení do starších myší sa reprodukovalo veľa regeneračných účinkov mladej krvi, regenerovali sa srdce, mozog, svaly, pľúca a obličky.
Doplnenie GDF11 predovšetkým redukuje srdcovú hypertrofiu súvisiacu s vekom, urýchľuje regeneráciu kostrových svalov, zlepšuje toleranciu záťaže, zlepšuje funkciu mozgu a mozgový prietok krvi a zlepšuje metabolizmus.
Elevian vyvíja rad terapeutických činidiel, ktoré regulujú GDF11 a ďalšie cirkulujúce faktory. Cieľom je obnoviť prirodzenú schopnosť regenerácie tela, čo je podľa presvedčenia Elevianov možné riešiť množstvo základných príčin chorôb súvisiacich s vekom a zvrátiť alebo zabrániť mnohým chorobám spojeným so starnutím a predĺžiť zdravú dĺžku života.
Blížime sa k nesmrteľnosti?
V roku 1992 futuristický Leland Kaiser razil termín „regeneratívna medicína“:
„Vyvinie sa nové odvetvie medicíny, ktoré sa pokúsi zmeniť priebeh chronického ochorenia av mnohých prípadoch opraví unavené a oslabené orgány.“
Odvtedy silný priemysel regeneratívnej medicíny exponenciálne rástol a očakáva sa, že tento rýchly rast bude pokračovať. Na obzore je radikálne predĺženie ľudského života. Veľmi skoro všetci získame regeneračné superveľmoci, ktoré predtým patrili iba hrsti zvierat a superhrdinov z komiksu.
Ilja Khel