A tüdőnyomtatás végleg felszámolhatja a donorhiányt

Az United Therapeutics komoly szereplő az amerikai egészségügyi piacon, évi egymilliárd dollár értékben adnak el tüdőgyógyszereket. A vállalat azonban nem elégedett meg ennyivel, és alapjaiban akarják felforgatni a tüdőgyógyászatot: hatalmas erőket mozgatnak meg azért, hogy idővel elérhetőek lehessenek a 3D-nyomtatóval előállított tüdők. 

Az MIT Technology Review újságírója nemrég kézbe is vehetett egy próbadarabot, a légcső és két hörgő nyomtatott verzióját. A műszerv kollagénből készült, abból a fehérjéből, ami fontos szerepet tölt be az élőlények testének egyben tartásában. Mint Antonio Regalado írta, a szerv csúszós és üreges volt, leginkább a még nem megfőtt tésztára emlékeztetett a tapintása. A tárgyat egy hűtőszekrény méretű 3D-nyomtató állította elő, és az United célja, hogy a közeljövőben ipari mennyiségben állíthassák majd elő így a szerveket, végleg felszámolva a donorhiány problémáját. 

Fotó: 3D SYSTEMS

Az elképzelés, hogy szöveteket 3D-nyomtatóval állítsanak elő, egyáltalán nem új, emberi bőrt és retinát is gyártottak le így. De egyelőre csak a nagyon vékony szövetekkel birkózott meg a technológia, melyekben nincsenek vérerek. 

Az United abban bízik, hogy a nyomtatója éveken belül képes lesz teljesen felépített, tökéletesen funkcionáló tüdőt nyomtatni, hólyagocskákkal, hörgőcskékkel, kapillárisokkal együtt. Kihívást jelent a nyomtatott anyag megalkotása is: a kollagén alkalmas a technológia fejlesztésére, de emberi szervezetbe beültetni nem lehetne. A feladat így az, hogy emberi sejteket ültessenek be, ezzel téve élővé a műtüdőt. 

Az United elhívatottsága egy személyes történetből fakad: a vállalat vezérigazgatója, Martine Rothblatt lég- és űripari fejlesztésekkel foglalkozott, egészen a kilencvenes évekig, amikor a lányánál egy ritka tüdőbetegséget diagnosztizáltak. Utána döntött úgy, hogy a tüdőgyógyszerek kutatásába vág bele, mára pedig a biológiai-gyógyszeripar egyik legbefolyásosabb vezetője lett, tavaly az egész iparágban ő kereste a legtöbbet. (Ezen kívül egy másik cége, a Sirius XM gyártja a világ jelenleg leggyorsabb elektromos helikopterét.)

Martine RothblattFotó: Jemal Countess/AFP

Rothblatt jövőképének visszatérő eleme, hogy egy nap majd drónok fogják kiszállítani a gyárában előállított emberi szerveket azoknak, akiknek szükségük van rá. Az United egyik leányvállalata, a Revivicor pedig genetikailag módosított disznókból állít elő szíveket, veséket és tüdőket, amiket egyelőre majmokba ültetnek be. Egy másik alvállalat, a Lung Bioengineering pedig donorprogramokból származó tüdőkbe pumpál új életet: már 250 ember kaphatott így olyan új tüdőt, ami egyébként egészségügyi szemétként végezte volna. 

A MIT lapja szerint ugyanakkor nem szabad arra számítani, hogy éveken belül ellepnek minket a működőképes nyomtatott tüdők: az United is azzal számol, hogy 12 év lehet, mire teljesen funkcionáló légzőszervet tudnak majd előállítani. Jelenleg két techvállalattal működnek együtt, a 3D Systems fejleszti a szervnyomtatásra képes nyomtatót, míg a 3Scan felboncolt tüdők részletesen kidolgozott térképét készíti el. 

Az egyik legnagyobb kihívás annyira aprólékosan dolgozó nyomtatót előállítani, amely képes utánozni az emberi szervek hihetetlen kidolgozottságát. A jelenlegi technológia 20 mikrométeres felbontásig képes dolgozni, de ha anatómiailag teljesen kidolgozott tüdőt akarunk előállítani, egy mikrométernél is apróbb felbontásra lesz szükség. A másik probléma az idő: a légcsőből és két hörgőből álló próbadarab nyomtatása 12 órát vett igénybe, ezzel a tempóval egy teljes, minden részlettel rendelkező tüdő előállítása egy évbe kerülne. 

A bionyomtatás más, kevésbé problematikus területeken már előrébb jár: spanyol kutatók például már jól haladnak az égéséi sérültek számára nyomtatott bőrszövetek előállításával. A legnagyobb kihívás ott is a vérerek gyártása körül van, pedig a NASA 300 ezer dollárt ajánlott fel annak a kutatócsapatnak, amely először lesz képes egy centiméter vastag élő szövetet alkotni. Nem véletlen, hogy vannak vállalatok, melyek jóval pesszimistábbak az egész szervek nyomtatásának kérdésében. 

Az United kutatói azonban a bizakodók közé tartoznak, az MIT lapjának arról beszéltek, hogy a többi szervgyártó projekt rossz irányból közelít a problémához, és az United inkább azzal próbálkozik, hogy nyomtatnak egy tüdővázat, és azt töltik meg emberi sejtekkel, életet lehelve a sejtbe. 

A közelmúltban zajlottak is ilyen próbálkozások, a Harvardon épp az United által finanszírozott kutatócsapat volt képes több milliárd emberi sejtet pumpálni egy saját sejtjeitől megfosztott disznótüdőbe. Amikor pedig a tüdőt visszakötötték a disznó keringésébe, a szerv alapvető funkciók ellátására képes volt, igaz, az egész kísérlet csak egy órán át folyt. És ebből a szervből alapvető sejttípusok hiányoztak még. 

Ahogy az is kérdés e technológiával kapcsolatban, hogy a jövőben honnan lehetne elegendő emberi sejtet szerezni egy szervgyár számára, hiszen tömegtermeléshez nincs elegendő donor. AZ United egyik lehetséges megoldása, hogy őssejtekből állítanák elő a szükséges szöveteket, de ez sem egy könnyű út. 

Ha a szervnyomtatás tényleg valósággá válna, egy sor etikai és életmódbeli kérdés is azonnal felmerülne. Azok számára, akik hozzáférhetnének a technológiához, alapvetően nőhetne meg a várható élettartama, hiszen idős korban egyszerűen új szerveket kaphatnának. Egyelőre ez még nincs kézzelfogható távolságban, de napról napra komoly erők mozdulnak meg azért, hogy egy évtizeden múlva valóság legyen. 

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.