Российские ученые разрабатывают принтер для печати донорских органов

Sputnik-Эстония

Фабион_с.jpg

Нужна донорская почка? Нет проблем, запускаем 3D-биопринтер. Подобный разговор врача с пациентом сегодня воспринимается как сцена из фантастического фильма. Но уже скоро он может стать реальностью, ведь 10-15 лет — срок по историческим меркам совсем небольшой.

На создание к 2030 году биопринтера, который сможет воспроизвести полноценную человеческую почку, замахнулась российская компания 3D Bioprinting Solutions. Для амбициозных планов есть основания: менее двух лет понадобилось стартапу из наукограда "Сколково", чтобы не просто построить первый отечественный биопринтер, а напечатать на нем конструкт щитовидной железы мыши и успешно вживить его в подопытное животное.

Биопринтинг — слово для обывателя новое, но уже прочно вошедшее в лексикон специалистов. На общедоступном языке — это технология печати живых тканей и органов с помощью трехмерных биопринтеров. Сначала создается компьютерная модель заданного органа со всеми его анатомическими и тканевыми особенностями. Далее из стволовых клеток, которых у человека особенно много в жировых прослойках, получают так называемые сфероиды — шарообразные конгломераты клеток. Они-то и служат биочернилами — строительным материалом для создания новых органов. Напечатанный трехмерный конструкт помещают в биореактор с питательными веществами. Там происходит сращение сфероидов между собой и образование микроткани. Параллельно идет процесс вымывания отработанного биогеля.

Биопринтинг — изобретение не российское. Первый серийный 3D-биопринтер был создан в 2009 году американской компанией Organovo совместно с австралийской Invetech. Однако уникальные ноу-хау, заложенные в конструкцию отечественной машины, обеспечивают ряд преимуществ перед зарубежными аналогами. Прежде всего, это возможность использования всех известных методов биопечати, рассказал Sputnik управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани.

"Наш принтер способен печатать и клетками, и сфероидами, и биогелем. Он содержит 5 форсунок, что позволяет печатать тремя разными типами клеток, комбинируя их в нужном сочетании. Две другие форсунки предназначены для послойного выдавливания гидрогелей. Они также заточены на использование различных типов гидрогелей и форм биопечати", — говорит Хесуани.

Кроме того, по его словам, 95% существующих в мире биопринтеров печатают просто гидрогелем с клетками. Эта технология не позволяет добиться нужной плотности ткани из-за чрезмерной удаленности клеток друг от друга. Тогда как российский биопринтер, имеющий самую высокую в мире плотность печати, дает почти идеальное сходство напечатанного органа с природным.

Стоимость российского FABION (так назвали свое изобретение в компании 3D Bioprinting Solutions) — 15 миллионов рублей, по текущему валютному курсу это примерно 210 тысяч долларов. Разброс цен на зарубежные аналоги — от 200 тысяч до 1 млн долларов. То есть отечественный 3D-биопринтер, который по всем международным рейтингам стабильно входит в пятерку, находится у нижней ценовой планки. И это тоже его конкурентное преимущество.

"Спрос на наши машины есть и в России, и за рубежом, а первые коммерческие FABION отправятся в Соединенные Штаты", — рассказала директор по маркетингу 3D Bioprinting Solutions Юлия Смирнова. Изготовленные по заказу американцев биопринтеры будут использоваться в научных целях.

По словам Смирновой, коммерциализация 3D-биопринтера — важное, но не единственное направление деятельности компании.

"Второе направление — фармацевтическая отрасль, которая является потребителем трехмерных конструктов. Для чего они нужны? Использование напечатанных на биопринтере конструктов, созданных из человеческих клеток, позволяет выявить особенности новых лекарственных препаратов еще на стадии доклинических испытаний", — рассказывает Смирнова.

Для фармакологических компаний это большая экономия средств и времени. Если токсикологические либо другие неблагоприятные эффекты нового лекарства обнаруживаются во время испытаний на людях, поправить формулу лекарства обойдется гораздо дороже.

"Отмечу, что на рынке востребованы конструкты как из здоровых клеток, так и патологических — все зависит от поставленной фармакологами задачи", — заключила Смирнова.

Работы у российского стартапа много. Завершается сборка FABION-2.0 — биопринтера с большой глубиной усовершенствования, как характеризуют его создатели. Параллельно идет работа по созданию магнитного принтера для использования в космосе. Магнитные частицы в сфероидах плюс невесомость на борту космического корабля дают возможность печатать тканевые и органные конструкты не слой за слоем, как обычно, а одновременно с разных сторон, что гораздо продуктивнее. По соглашению, подписанному компанией 3D Bioprinting Solutions и Объединенной ракетно-космической корпорацией прошлым летом, биопринтер для отправки на борт Международной космической станции должен быть готов к 2018 году.

Еще одна перспективная разработка — биопен. Это рабочее название компактного биопринтера, который позволит хирургу работать, что называется, у постели больного. Например, ручной принтер очень пригодится для замещения поврежденных участков кожи при ожогах.

Ну и, конечно, реализация задачи, которую в компании называют гиперцелью — создание на биопринтере человеческой почки, пригодной для трансплантации.

Всем этим занимается команда всего из 15 человек. С привлеченными специалистами — около 20 человек. Но это формальный подсчет. По словам Юлии Смирновой, всё, чем вправе гордиться их команда, — результат коллективного труда. Обмен опытом и идеями с российскими и зарубежными коллегами идет постоянно. В компании подчеркивают, что открыты для всех.

Дефицит донорских органов остается нерешенной проблемой во всем мире. В большинстве стран людям приходится годами стоять в очереди, чтобы получить совместимый орган для пересадки. Как минимум четверть пациентов погибает, не дождавшись операции. Из тех, кому показана трансплантация, 80% нуждаются именно в пересадке почки, 20% операций приходится на все остальные органы.

Sputnik-Эстония