Hamarosan az orvosa igény szerint nyomtathat emberi szervet

A Wake Forest Institute for Regenerative Medicine második emeletén, nem messze a liftraktártól, az orvostörténet nagy pillanatait ábrázoló, megfakult nyomatok gyűjteménye található. Az egyiken egy ókori babiloni gyógyszerész egy gyógyszeres fiolát tart a magasba. Egy másik a görög orvos, Hippokratész látható, amint egy beteget ápol az i. e. ötödik században. A nyomatokat fél évszázaddal ezelőtt a Parke-Davis gyógyszergyár osztotta szét az orvosok között, és úgy reklámozta őket, mint egy történelmi filmfelvételt. De nem nehéz úgy értelmezni a jelenlétüket a Wake Forestben, amely a világ talán legnagyobb számú orvosi futuristájának ad otthont, mint a végső tréfát:

From This Story

Amikor meglátogattam az intézetet a régi észak-karolinai dohányvárosban, Winston-Salemben, légies laboratóriumok mellett haladtam el, ahol fehér köpenyes munkatársak siklottak ide-oda a csempézett padlón. Az egyik asztalon, mintha csak egy művészeti kiállításhoz rendezték volna be, pókhálós veseér-öntvények hevertek, lila, indigó és vattacukor árnyalatokban. A folyosó végén egy gép szórványos elektromos áramot küldött két izomínsorozaton keresztül, az egyiket patkányból vágták ki, a másikat bioanyagokból és sejtekből alakították ki.

Egy Young-Joon Seol nevű kutató fogadott a “Bioprinting” feliratú szoba ajtajánál. A kócos hajú, műanyagkeretes szemüveget viselő Young-Joon Dél-Koreában nőtt fel, és egy pohangi egyetemen gépészmérnöknek tanult. A Wake Forestben egy olyan csoport tagja, amely a laboratórium egyedi építésű bioprintereivel dolgozik, nagy teljesítményű gépekkel, amelyek ugyanúgy működnek, mint a hagyományos háromdimenziós nyomtatók: A tárgyat szkennelik vagy modellező szoftverrel megtervezik. Az adatokat ezután elküldik a nyomtatónak, amely fecskendők segítségével egymás után rakja le az anyagot, amíg a háromdimenziós tárgy létre nem jön. A hagyományos 3D-nyomtatók általában műanyaggal vagy viasszal dolgoznak. “Ami itt más – mondta Young-Joon, felhúzva az orrába a szemüvegét -, az az, hogy képesek vagyunk nyomtatni valamit, ami él.”

Mutat a tőle jobbra álló gépre. Múló hasonlóságot mutatott az egyik olyan karmos játékkal, amelyet az autópálya-pihenőkben talál az ember. A keret nehéz fém volt, a falak átlátszóak. Belsejében hat fecskendő volt sorba rendezve. Az egyikben egy biokompatibilis műanyag volt, amely nyomtatás után egy állványzat – lényegében egy nyomtatott emberi szerv vagy testrész csontvázának – egymásba illeszkedő szerkezetét alkotja. A többit emberi sejteket vagy fehérjéket tartalmazó géllel lehetett megtölteni a növekedésük elősegítése érdekében.

Atala leans against a custom-built 3-D bioprinter. Seventy-four percent of Americans think bioengineered organs are an “appropriate use” of technology. The number of 3-D printers used by medical centers is expected to double in the next five years. (Jeremy M. Large)

In the future the institute hopes to germinate the scaffolds made on printers such as this one with living cells to produce transplantable body parts. (Jeremy M. Large)

In what is called “body on a chip” technology, researchers use four small-scale lab-engineered organs on red chips linked by tubes circulating a blood substitute, to test the effect of pathogens, medicines and chemicals on the human body. (Jeremy M. Large)

The ear is one of the first structures that labs have tried to master as a stepping stone toward more complicated ones. (Jeremy M. Large)

The custom-built 3-D bioprinter works with a biocompatible plastic to form the interlocking structure of the scaffold. (Jeremy M. Large)

A “ghost” pig heart stripped of its tissue cells. Some researchers hope to transplant such organs into people after seeding them with human cells. (Texas Heart Institute)

Researchers at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine create scaffolds—skeletons, essentially—for a lower face and right ear. (Jeremy M. Large)

Eventually an object made on a 3-D printer would become as much a part of a patient’s body as an organ the person was born with. (Jeremy M. Large)

A device that one day might test drugs circulates a blood substitute to tiny lab-grown organoids that mimic the function of the heart, liver, lungs and blood vessels. (Jeremy M. Large)

As the scaffold is being printed, cells from an intended patient are printed onto, and into, the scaffold; the structure is placed in an incubator; the cells multiply; and in principle the object is implanted onto, or into, the patient. In time, the object becomes as much a part of the patient’s body as the organs he was born with. “Legalábbis ez a remény” – mondta Young-Joon.

Young-Joon beprogramozta az egyik nyomtatót, hogy megkezdje az emberi fül állványzatának létrehozását, és a szobát megnyugtató elektronikus dübörgés töltötte be, amelyet csak a nyomtató időnkénti zihálása tört meg – a sűrített levegő kibocsátása, amely a nyomtatót működésben tartja. Az üvegszekrényen keresztül kukucskálva láttam, ahogy az állványzat fokozatosan kialakul – kicsi, finom, rendkívül fülszerű. Mivel a folyamat órákig tartana, Young-Joon átnyújtotta nekem a kész változatot, hogy kezeljem. Könnyű volt; úgy pihent a tenyeremen, mint egy pillangó.

A fül külső szerkezete az egyik első szerkezet, amelyet a Wake Forest-i intézet (és más kutatóközpontok) megpróbáltak elsajátítani, ugródeszkaként a bonyolultabbak felé. A Wake Forest munkatársai bioprintelt bőrt, fület, csontot és izmot ültettek be laboratóriumi állatokba, ahol azok sikeresen belenőttek a környező szövetekbe.

A bioprint evangélistái számára, akik egyre többen vannak – az orvosi intézményekbe szállított háromdimenziós nyomtatók száma a következő öt évben várhatóan megduplázódik -, a kísérletek egy olyan világ előhírnökei, amely csak most kerül előtérbe: egy olyan világé, amelyben a betegek ugyanúgy rendelnek pótalkatrészeket a testükhöz, mint korábban egy cserekarburátort a Chevyjükhöz.

“Gondoljunk erre úgy, mint a Dell modellre” – mondta Anthony Atala gyermekurológus, az intézet igazgatója, utalva a számítógépes cég híres “közvetlen” kapcsolati modelljére a fogyasztó és a gyártó között. Atala irodájában ültünk a kutatóközpont negyedik emeletén. “Léteznének olyan cégek, amelyek azért léteznek, hogy sejteket dolgozzanak fel, konstrukciókat, szöveteket hozzanak létre. A sebészed vehetne egy CT-felvételt és egy szövetmintát, és elküldhetné annak a cégnek” – mondta. Körülbelül egy héttel később a szerv egy steril konténerben érkezne meg a FedExen keresztül, készen a beültetésre. Presto, change-o: Egy új darab belőlem – belőled – megrendelésre.

“Ami érdekes, hogy nincsenek igazi sebészeti kihívások” – mondta Atala. “Csak technológiai akadályok vannak, amelyeket le kell küzdeni ahhoz, hogy a mesterséges szövet eleve megfelelően működjön.”

Közel járunk hozzá, olyan “egyszerű” szervekkel, mint a bőr, a külső fül, a csőszerű légcső. Ugyanakkor Atala nem tud nem arra tekinteni, hogy mi jöhet még ezután. Legvidámabban egy olyan hatalmas bioprinting-ipart képzel el, amely képes nagy és összetett szervek, például a máj vagy a vese előállítására, amelyek nélkül a szervezet nem tudna működni. Egy olyan iparág, amely a hagyományos transzplantációkat – a hosszú, gyakran végzetes várakozási idővel és a szervkilökődés állandó kockázatával – teljesen feleslegessé tenné.

Ez egy igazi orvosi forradalom lenne. Mindent megváltoztatna. És ha igaza van, a Wake Forest, a doromboló bioprintereivel, húsos füleivel és sokszínű vénáival és artériáival az lehet, ahol mindez elkezdődhet.

A gondolat, hogy egy elromlott darabunkat egy egészséges darabbal, vagy valaki máséval helyettesíthetjük, évszázadokra nyúlik vissza. Kozmás és Damján, a sebészek védőszentjei állítólag a Kr. u. III. században egy nemrég elhunyt etiópiai mór lábát erősítették egy fehér rómaira, ezt a témát számos reneszánsz művész ábrázolta. A 20. századra az orvostudomány végre kezdte utolérni a képzeletet. 1905-ben Eduard Zirm szemészorvos sikeresen levágott egy szaruhártyát egy sérült 11 éves fiúból, és azt egy 45 éves cseh mezőgazdasági munkás testébe emigrálta, akinek a szeme meszezés közben megsérült. Egy évtizeddel később Sir Harold Gillies, akit néha a plasztikai sebészet alapító atyjának neveznek, bőrátültetéseket végzett brit katonákon az I. világháború alatt.

Az első sikeres szervátültetés – az emberi működéshez létfontosságú szerv – azonban csak 1954-ben történt meg, amikor Ronald Herrick, egy 23 éves massachusettsi fiatalember egyik egészséges veséjét adományozta ikertestvérének, Richardnak, aki krónikus nefritiszben szenvedett. Mivel az egypetéjű Herrick-ikrek DNS-e megegyezett, Joseph Murray, a Peter Bent Brigham Kórház (ma Brigham and Women’s) sebésze meg volt győződve arról, hogy megtalálta a szervkilökődés problémájának megkerülését.

A Surgery of the Soul című önéletrajzi könyvében Murray felidézte a diadal pillanatát. “Kollektív csend volt a műtőben, amikor óvatosan eltávolítottuk a bilincseket a donorvese újonnan csatlakoztatott ereiről. Ahogy a véráramlás helyreállt, Richard új veséje kezdett megduzzadni és rózsaszínűvé válni” – írta. “Mindenki vigyorgott.” A Herricks családdal Murray bebizonyította a biológiai rövidlátásunkkal kapcsolatos lényeges megállapítást, egy olyan felismerést, amely napjaink élvonalbeli biotechnológiájának nagy részét vezérli: Nincs helyettesítője a beteg saját genetikai anyagának.

Amint a sebészeti tudomány fejlődött az immunszuppresszív kezelésekkel együtt, amelyek lehetővé tették, hogy a betegek elfogadják az idegen szerveket, az, ami egykor elérhetetlennek tűnt, valósággá vált. Az első sikeres hasnyálmirigy-átültetésre 1966-ban, az első szív- és májátültetésre 1967-ben került sor. 1984-re a Kongresszus elfogadta a Nemzeti Szervátültetési Törvényt, amely létrehozta a szervegyeztetésre szolgáló nemzeti nyilvántartást, és biztosítani kívánta a donorszervek igazságos elosztását. Az ország kórházaiban az orvosok a lehető legkíméletesebben közölték a hírt – a kínálat egyszerűen nem fedezi a keresletet, ki kell tartania -, és sok esetben végignézték, ahogy a betegek meghalnak, miközben arra várnak, hogy nevük a lista élére kerüljön. Ez az alapvető probléma nem szűnt meg. Az Egyesült Államok egészségügyi minisztériuma & Human Services szerint csak ebben az országban naponta 21 ember hal meg szervre várva. “Számomra az igény nem egy elvont dolog volt” – mondta Atala nemrég. “Nagyon is valóságos volt, szívszorító volt, és ez hajtott engem. Mindannyiunkat arra késztetett, hogy új megoldásokat találjunk.”

Az 57 éves Atala vékony, kissé görnyedt vállú, barna hajzuhataggal és könnyed barátságossággal – mindenkit arra biztat, hogy hívják Tonynak. A Peruban született és Floridában nevelkedett Atala a Louisville-i Egyetemen szerzett doktori címet és urológiai szakképzést. 1990-ben kétéves ösztöndíjat kapott a Harvard Medical Schoolban (ma, a Wake Forestben még mindig hetente legalább egy napot kivesz magának, hogy betegeket fogadjon). A Harvardon csatlakozott a fiatal tudósok új hullámához, akik úgy vélték, hogy a szervdonorhiány egyik megoldása a pótalkatrészek laboratóriumi úton történő létrehozása lehet.

Első nagy projektjeik között szerepelt, hogy megpróbáltak emberi hólyagot növeszteni – egy viszonylag nagy, de üreges szervet, amelynek működése meglehetősen egyszerű. Egy varró tűvel kézzel varrt össze egy biológiailag lebomló állványzatot. Később urotheliális sejteket vett egy potenciális páciens hólyagjából és húgyutaiból, és laboratóriumban szaporította őket, majd a sejteket felhelyezte a szerkezetre. “Olyan volt, mintha egy réteges tortát sütöttem volna” – mondta Atala. “Rétegenként csináltuk. És miután az összes sejtet beültettük, visszatettük őket egy inkubátorba, és hagytuk megsülni”. Néhány héten belül egy kis fehér gömb alakult ki, amely kinézetre nem sokban különbözött az igazitól.

1999 és 2001 között, egy kutyákon végzett tesztsorozat után, egyedi fejlesztésű hólyagokat ültettek át hét fiatal betegbe, akik gerincferdülésben szenvedtek, egy legyengítő rendellenességben, amely miatt a hólyagjuk nem működött. 2006-ban Atala a Lancet című folyóiratban megjelent, nagy visszhangot kiváltó tanulmányában bejelentette, hogy hét év elteltével a biotechnológiával előállított hólyagok figyelemre méltóan jól működnek. Ez volt az első alkalom, hogy laboratóriumban növesztett szerveket sikeresen átültettek emberbe. “Ez egy kis lépés abban, hogy képesek legyünk előrelépni a sérült szövetek és szervek pótlásában” – mondta Atala egy akkori sajtóközleményben, Neil Armstrong szavait idézve. Ez reprezentatív példája volt Atala egyik fő adottságának. Ahogy David Scadden, a Massachusetts General Hospital Regeneratív Orvosi Központjának igazgatója és a Harvard Stem Cell Institute társigazgatója elmondta nekem, Atala “mindig is látnok volt. Mindig is elég merész volt, és elég hatékonyan tudta felhívni a figyelmet a tudományra.”

A hólyagok fontos mérföldkövet jelentettek, de a betegigény szempontjából nem álltak különösebben magasan. Ráadásul az ilyen eljárásokhoz szükséges többlépcsős engedélyezési folyamat, amelyet az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala ír elő, időigényes lehet. Ma az Atala által kifejlesztett hólyagok még nem kaptak engedélyt a széles körű használatra. “Amikor a regeneratív orvoslásban gondolkodunk, nem csak arra kell gondolnunk, hogy mi lehetséges, hanem arra is, hogy mire van szükség” – mondta Atala. “Azt kell gondolkodnod: “Csak ennyi időm van, tehát mi lesz a lehető legnagyobb hatással a legtöbb életre?””

Az Atala számára a válasz egyszerű volt. A transzplantációs listán szereplő tíz betegből körülbelül nyolcnak van szüksége vesére. Egy friss becslés szerint átlagosan négy és fél évet várnak donorra, gyakran komoly fájdalmak közepette. Ha Atala valóban meg akarta oldani a szervhiány okozta válságot, nem volt más út: A vesével kellett foglalkoznia.”

Az 1980-as évek eleji kezdetekből, amikor még főként prototípusok építésére szolgáló ipari eszközként tekintettek rá, a 3D-nyomtatás mára több milliárd dolláros iparággá nőtte ki magát, egyre szélesebb körű alkalmazási lehetőségekkel, a designer cipőktől a fogkoronákon át a házilag készített műanyag fegyverekig. (Ma már 500 dollárnál olcsóbban is beszerezhetünk egy hordozható 3D-s nyomtatót egy elektronikai boltban). Az első orvostudományi kutató, aki az élő anyagra ugrott, Thomas Boland volt, aki a dél-karolinai Clemson Egyetem biomérnöki professzoraként 2003-ban szabadalmat nyújtott be egy olyan személyre szabott tintasugaras nyomtatóra, amely képes emberi sejteket nyomtatni egy gélkeverékbe. Hamarosan az Atalához hasonló kutatók a gép saját változatán bütyköltek.

Atala számára a bioprintelés ígérete a méretarányokhoz kötődött. Bár sikeresen növesztett egy szervet a laboratóriumban, és átültette azt egy emberbe, a folyamat hihetetlenül időigényes volt, hiányzott a pontosság, a reprodukálhatóság alacsony volt, és az emberi hiba lehetősége mindenütt jelen volt.

A Wake Forestben, ahol Atala 2004-ben az intézet alapító igazgatója lett, bőr, csont, izom, porc és nem utolsósorban vese struktúrák nyomtatásával kezdett kísérletezni. Néhány éven belül elég magabiztos volt a fejlődésében ahhoz, hogy megmutassa azt. Atala 2011-ben TED-előadást tartott a biotechnológiával előállított szervek jövőjéről, amelyet azóta több mint kétmillióan láttak. Hajtogatott khakit és udvarias, csíkos, gombos inget viselve beszélt a szervhiány okozta “súlyos egészségügyi válságról”, amely részben a hosszabb élettartamunk következménye. Ismertette azokat az orvosi kihívásokat, amelyeket az innováció és a kitartó laboratóriumi munka rövidesen legyőzött: a legjobb bioanyagok kifejlesztése az állványokba való beépítéshez, a szervspecifikus sejtek emberi testen kívüli tenyésztésének és életben tartásának megtanulása. (Elmagyarázta, hogy néhány sejtet, például a hasnyálmirigy és a máj sejtjeit makacsul nehéz növeszteni.)

És beszélt a bioprintelésről is, megmutatott egy videót néhány nyomtatójáról, amint a laboratóriumban dolgozik, majd felfedte a színpadon mögötte álló nyomtatót, amely éppen egy rózsaszínű gömb alakú tárgyat épít. Előadása vége felé egyik kollégája előkerült egy nagy, rózsaszín folyadékkal teli főzőpohárral.

Amíg a közönség csendben ült, Atala belenyúlt a főzőpohárba, és egy nyálkás, túlméretezett babszemnek tűnő tárgyat vett elő. A mutatványosság mesteri bemutatásával előre tartotta a tárgyat a csücsörített kezében. “Valójában láthatják a vesét, ahogyan azt ma korábban kinyomtatták” – mondta. A tömeg spontán tapsban tört ki. Másnap az Agence France-Presse hírügynökség egy széles körben terjesztett cikkben arról cikkezett, hogy Atala “valódi vesét” nyomtatott egy gépen, amely “megszünteti a donorok szükségességét a szervátültetéseknél.”

A jövő közeledett.

Aztán mégsem.

Tény, hogy amit Atala a színpadon tartott, az nem egy működő emberi vese volt. Élettelen volt, egy rendkívül részletes modell, egy ízelítő abból, amit remélt és gondolt, hogy a bioprintelés egy nap majd elhoz. Ha valaki figyelmesen végignézte az előadást, láthatta, hogy Atala soha nem ígérte, hogy amit a kezében tartott, az egy működő szerv. A kritikusok mégis felkapták a fejüket arra, amit a speciális effektek magas színvonalú gyakorlatának tartottak.

Tavaly Jennifer Lewis, a Harvard anyagtudósa és a bioprinting egyik vezető kutatója (szakterülete az érrendszeri szövetek tervezése) a New Yorkernek adott interjújában úgy tűnt, hogy bírálja Atalát. “Szerintem félrevezető volt” – mondta a TED-beszédre utalva. “Nem akarunk hamis elvárásokat kelteni az emberekben, és ez rossz hírét kelti a területnek.”

A TED Talk után a Wake Forest sajtóközleményt adott ki, amelyben hangsúlyozta, hogy még sok időbe telik, amíg a bioprintelt vese piacra kerülhet. Amikor megkérdeztem Atalát, hogy tanult-e valamit az ellentmondásból, nem kívánt közvetlenül nyilatkozni, és inkább arra utalt, hogy miért nem szeret időbélyeget tenni egy adott projektre. “Nem akarunk hamis reményt adni a betegeknek” – mondta nekem.

A felfordulás jól illusztrálta az egyik központi kihívást, amellyel a kutatóknak a regeneratív orvoslás egész területén szembe kell nézniük: Lelkesedést akarnak kelteni azzal kapcsolatban, hogy mi lehetséges, mert a lelkesedés sajtóra, finanszírozásra és forrásokra is átvihető. Inspirálni akarja a körülötte lévő embereket és a tudósok következő generációját. De nem akarja félremagyarázni, hogy mi az, ami reálisan elérhető.

A nagy, bonyolult szerveket illetően pedig a területnek még hosszú út áll előttünk. Ha leülsz egy ceruzával és egy papírdarabbal, aligha tudsz valami építészetileg vagy funkcionálisan bonyolultabbat megálmodni, mint az emberi vese. Az ökölnyi méretű szerv belseje szilárd szövetekből áll, amelyeket a mindössze 0,010 milliméter átmérőjű erek bonyolult autópálya-rendszere és körülbelül egymillió apró szűrő, az úgynevezett nefronok járnak át, amelyek az egészséges folyadékokat visszaküldik a véráramba, a salakanyagokat pedig vizelet formájában a hólyagba. Egy vese bioprinteléséhez nem csak működő vesesejteket és nefronokat kell tenyészteni és beültetni, hanem azt is el kell sajátítani, hogyan kell a szervet érrendszerrel benépesíteni, hogy a szervet a szükséges vérrel és tápanyagokkal ellássa. És mindezt belülről kifelé kellene felépíteni.

Ez az oka annak, hogy sok kutató olyan lehetőségeket vizsgál, amelyek nem a semmiből nyomtatják ki ezeket a struktúrákat, hanem a természet által már megtervezett struktúrákat próbálják felhasználni. A houstoni Texas Heart Institute-ban Doris Taylor, az intézet regeneratív gyógyászati kutatási programjának igazgatója decellularizált sertésszívvel kísérletezik – olyan szervekkel, amelyekből kémiai fürdőben eltávolították az izmokat és minden más élő szöveti sejtet, és csak a mögöttes kollagénmátrix maradt meg. A decellularizált szerv sápadt és kísérteties – olyan, mint egy izzó pálcika, amelyből kivonták azt az oldatot, amely egykor ragyogásra késztette. De ami döntő fontosságú, az eljárás érintetlenül hagyja a szerv belső felépítését, az érrendszerrel együtt.

Taylor reméli, hogy egy napon emberi sejtekkel újra benépesített, decellularizált sertésszívet használhat majd emberi betegekbe történő átültetéshez. Csapata eddig élő szarvasmarha-sejteket fecskendezett a szívekbe, és tehenekbe ültette be őket, ahol sikeresen vertek és pumpálták a vért a tehenek eredeti, egészséges szíve mellett. Taylor számára ez a megközelítés megkerüli azokat a kihívásokat, amelyeket az érhálózatokhoz szükséges hihetetlenül finom felbontású nyomtatási módok megtalálása jelent. “A technológiának még sokat kell fejlődnie, mielőtt képesek leszünk bioprintelni egy vesét vagy egy szívet, és vért juttatni hozzá, és életben tartani” – mondja Taylor.”

A Wake Forest kutatói szintén kísérleteznek állati és emberi holttestekből származó decellularizált szervekkel. Valójában, bár Atala a helyettesítő vesét tekinti a Szent Grálnak, nem tesz úgy, mintha annak megépítése nem lenne más, mint egy fokozatos folyamat, amelyet többféle szemszögből végeznek el. Miközben tehát az intézetben és máshol dolgozó kutatók a szerv külső szerkezetének és belső felépítésének finomításán dolgoznak, a vérerek nyomtatásának és növesztésének különböző módjaival is kísérleteznek. Ezzel egyidejűleg olyan technikákat csiszolnak, amelyekkel a működéshez szükséges élő vesesejteket tenyésztik, beleértve egy új projektet is, amelynek keretében egy beteg egészséges szövetéből vett biopsziából származó vesesejteket szaporítanak.

Amikor beszélgettünk, Atala hangsúlyozta, hogy az a célja, hogy egy működő, mesterséges nagy szervet juttasson egy olyan emberbe, akinek nagy szüksége van rá, függetlenül attól, hogy a szervet bioprintelték-e vagy sem. “Bármilyen technológia is kell hozzá” – mondta.”

Mégis gyorsan rámutatott, hogy nem mindegy, hogyan jutunk el odáig: végső soron egy olyan iparág alapjait akarja lerakni, amely biztosítja, hogy soha többé senki – akár az elkövetkező évtizedekben, akár a 22. században, attól függően, hogy mennyire vagyunk optimisták – ne kelljen életmentő szervet igényelnie. Ehhez nem lehet kézzel csinálni.

“Olyan eszközre lesz szükség, amely képes újra és újra ugyanazt a szervtípust létrehozni” – mondta Atala. “Pont úgy, mintha gépi úton készült volna.”

Egyik délután megálltam John Jackson, az intézet docensének íróasztalánál. A 63 éves Jackson szakmáját tekintve kísérleti hematológus. Négy évvel ezelőtt érkezett a Wake Forestre, és az intézetbe való költözést az újgenerációs technológiával együtt úgy hasonlította, mintha “újra visszamennék az iskolába.”

Jackson felügyeli a bőrsejtnyomtató fejlesztését, amelynek célja, hogy élő bőrsejteket nyomtasson közvetlenül a betegre. “Tegyük fel, hogy sérült a bőröd” – javasolta Jackson. “Letapogatnád a sebet, hogy megkapd a sérülés pontos méretét és alakját, és kapnál egy 3D-s képet a sérülésről. Ezután kinyomtathatnánk a sejteket” – amelyeket egy hidrogélben tenyésztünk – “pontosan olyan alakban, amilyenre szükségünk van, hogy illeszkedjenek a sebbe.” Jelenleg a nyomtató a bőr két felső rétegénél képes szöveteket lerakni, ami elég mély a legtöbb égési seb kezeléséhez – és gyógyításához -. A labor reményei szerint a későbbiekben a bőrfelszín alatt mélyebben is nyomtathat, és bonyolultabb bőrrétegeket is nyomtathat, beleértve a zsírszövetet és a mélyen gyökerező szőrtüszőket.

Jackson becslése szerint a klinikai vizsgálatok az FDA jóváhagyásától függően a következő öt éven belül megkezdődhetnek. Addig is csapata a bőrnyomtató sertéseken történő tesztelésével volt elfoglalva. Letekert egy nagyméretű posztert, amely panelekre volt osztva. Az elsőn egy négyzet alakú, körülbelül négy centiméteres seb részletes fotója volt látható, amelyet a technikusok vágtak egy sertés hátán. (A sertéseket általános érzéstelenítésben altatták.) Még aznap a kutatók közvetlenül a sebre nyomtattak sejteket, ami körülbelül 30 percig tartott. A nyomtatás utáni fényképeken jól kivehető volt a szín és a textúra eltérése: A terület szürkébb és tompább volt, mint a természetes sertéshús. De alig volt ráncosodás, nem volt kiemelkedő vagy barázdált hegszövet, és idővel a gél többé-kevésbé teljesen beleolvadt a környező bőrbe.

A bőrsejtnyomtató egyike az intézet több aktív projektjének, amely az amerikai védelmi minisztériumtól kap finanszírozást, beleértve az arc és a nemi szervek sérüléseire irányuló szövetregenerációs kezdeményezéseket, amelyek mindkettő endemikus volt az utóbbi háborúkban megsérült amerikai katonák körében. Tavaly az Atala által vezetett kutatók bejelentették, hogy négy, a Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser-szindróma nevű ritka reprodukciós rendellenességben szenvedő tinédzsernek sikeresen beültettek a páciensek saját sejtjei felhasználásával létrehozott vaginát. A Wake Forest laboratóriumban növesztett és decellularizált holttestekből származó péniszeket és anális záróizmokat is tesztel állatokon, és reméli, hogy a következő öt évben megkezdődhetnek az emberi kísérletek.

A periféria, a “kibertér” kifejezést megalkotó és a digitális forradalom nagy részét előre látó William Gibson futurista új regénye egy olyan korban játszódik, amikor az emberek képesek “fabrikálni” – lényegében 3 dimenziós nyomtatással – bármit, amire szükségük van: gyógyszereket, számítógépeket, ruhákat. Csak a képzeletük szab határt. Mégis Jackson plakátja fölött görnyedve azon kaptam magam, hogy még Gibson sem látta ezt előre: élő hús, igény szerint.

Átsétáltam Atala irodájába. A napfény átcsapott a padlón és a magas könyvespolcokon, amelyeken Atala két kisfiának fényképei és a Regeneratív orvostudomány alapelvei című tankönyvének több példánya állt.

Előtte egész délelőtt a műtőben volt (ő az orvosi egyetem urológiai tanszékének elnöke is), és csak késő este akart hazamenni, de vidám volt és pezsgett az energiától. Megkérdeztem tőle, hogy gondolt-e már arra, hogy feladja a praxisát, és kizárólag a kutatásra koncentrál.

Rázta a fejét. “Végső soron azért lettem orvos, hogy betegekkel foglalkozzak” – mondta. “Szeretem ezt a kapcsolatot a családokkal és a betegekkel. De ugyanilyen fontos, hogy így kapcsolatban maradok azzal, hogy mire van szükség. Mert ha első kézből látom ezt a szükségletet, ha arcot tudok adni a problémának – nos, tudom, hogy tovább fogok dolgozni rajta, tovább próbálom kitalálni.”

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük