Арганоіды, якія ствараюць функцыянальныя органы па-за целам чалавека

КРЭДЫТ ВЫЯВЫ:

Istock

Арганоіды: стварэнне функцыянальных органаў па-за чалавечым целам

Распрацоўкі ў галіне даследаванняў арганоідаў дазволілі амаль аднавіць рэальныя органы чалавека.

аўтар:
імя аўтара
Quantumrun Foresight
Лістапада 12, 2021

Арганоіды, мініяцюрныя версіі чалавечых органаў, створаныя са ствалавых клетак, трансфармуюць сферу медыцыны, прапаноўваючы неінвазіўны спосаб вывучэння хвароб і тэставання метадаў лячэння. Гэтыя малюсенькія копіі органаў, хоць і не такія складаныя, як сапраўдныя рэчы, дапамагаюць даследчыкам атрымаць больш глыбокае ўяўленне пра чалавечае цела і развіццё хваробы, што патэнцыйна можа прывесці да больш эфектыўнага і персаналізаванага лячэння. Аднак па меры развіцця арганоіднай тэхналогіі гэта стварае новыя праблемы, у тым ліку неабходнасць увядзення правілаў для абароны генетычнай прыватнасці і патэнцыял пагаршэння няроўнасці ў галіне аховы здароўя.

Кантэкст арганоідаў

Арганоіды, па сутнасці, з'яўляюцца мініяцюрнымі версіямі чалавечых органаў. Яны ўяўляюць сабой трохмерныя кластары тканіны, старанна створаныя са ствалавых клетак, якія з'яўляюцца сыравінай для арганізма і здольныя ствараць клеткі любога тыпу. Гэтыя арганоіды, хоць яшчэ не цалкам развіты, маюць патэнцыял эвалюцыянаваць у структуры, якія дакладна імітуюць пэўныя органы чалавека.

Гэты подзвіг стаў магчымым дзякуючы выкарыстанню генетычных інструкцый, уласцівых клеткам. У той час як арганоіды не валодаюць поўнай складанасцю органаў чалавека, яны прапануюць жыццяздольную альтэрнатыву для вывучэння функцыянальных органаў без выкарыстання інвазівных працэдур або эксперыментаў на жывых людзях. Даследчыкі з аптымізмам глядзяць на патэнцыял арганоідаў як інструмента для атрымання больш глыбокага разумення чалавечага цела і механізмаў развіцця хвароб.

Напрыклад, даследаванне 2022 года, апублікаванае ў часопісе Прырода прадэманстраваў, як арганоіды мозгу можна выкарыстоўваць для вывучэння неўралагічных захворванняў, такіх як хвароба Альцгеймера. Даследчыкі змаглі змадэляваць прагрэсаванне хваробы ў арганоідах, даючы каштоўную інфармацыю аб яе ранніх стадыях. Такія даследаванні падкрэсліваюць патэнцыял арганоідаў як магутнага інструмента ў вывучэнні хвароб і адкрыцці лекаў.

Даследаванне 2023 ў Гепатол камун часопіс паказаў, што арганоіды печані можна выкарыстоўваць для праверкі эфектыўнасці лекаў ад захворванняў печані, памяншаючы залежнасць ад выпрабаванняў на жывёл. Гэта не толькі больш этычны падыход да тэсціравання наркотыкаў, але і больш дакладны, бо арганоіды могуць лепш паўтарыць рэакцыю чалавека на наркотыкі.

Разбуральнае ўздзеянне

Выкарыстанне арганоідаў у вывучэнні рэдкіх захворванняў і правядзенні тэрапеўтычных даследаванняў - гэта тэндэнцыя, якая, верагодна, акажа сур'ёзны доўгатэрміновы ўплыў на медыцыну. Напрыклад, здольнасць «вырошчваць» арганоід мозгу, які імітуе нейронавую актыўнасць, як прадэманстравалі даследчыкі з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Лос-Анджэлесе ў 2021 годзе, з'яўляецца значным прагрэсам. Паколькі тэхналогія працягвае ўдасканальвацца, чакаецца, што арганоіды змогуць імітаваць іншыя складаныя органы, такія як сэрца. Даследаванне 2022 года, апублікаванае ў Межаў выкарыстаў арганоіды сэрца для вывучэння прагрэсавання сардэчных захворванняў, даючы новае ўяўленне аб іх асноўных механізмах.

У персаналізаванай медыцыне арганоіды можна ствараць з рэальных клетак чалавека, які пакутуе на рэдкае захворванне, што дазваляе лекарам вывучаць амаль копію здзіўленага органа пацыента. Аднак гэта таксама падкрэслівае адно з абмежаванняў арганоідаў: адсутнасць аднастайнага, паслядоўнага асяроддзя для іх стварэння. Гэтая зменлівасць можа зрабіць даследчыкам складаным параўнанне вынікаў розных даследаванняў.

Урадам можа спатрэбіцца разгледзець этычныя наступствы выкарыстання арганоідаў, асабліва тых, якія дакладна імітуюць дзейнасць мозгу чалавека. Акрамя таго, трэба будзе распрацаваць правілы, якія забяспечваюць бяспечнае і этычнае выкарыстанне гэтай тэхналогіі. Між тым, кампаніі могуць выкарыстоўваць тэхналогію арганоідаў для распрацоўкі новых лекаў і метадаў лячэння, патэнцыйна адкрываючы новыя рынкі і крыніцы даходу. Тым не менш, ім таксама можа спатрэбіцца паслядоўна вырашаць праблемы стварэння арганоідаў, каб забяспечыць узнаўляльнасць і надзейнасць сваіх даследаванняў.

Значэнне арганоідаў

Больш шырокія наступствы арганоідаў могуць уключаць:

Падрабязныя даследаванні органаў, дзе даследчыкі ствараюць партыю арганоідаў для правядзення розных эксперыментаў па лячэнні.
Новыя даследаванні медыкаментознага лячэння шляхам рэгулявання розных клетак ўнутры арганоіда для ўзаемадзеяння з рознымі тыпамі хімічных рэчываў.
Клеткавая інжынерыя, дзе навукоўцы маглі б прымусіць арганоіды ператварацца ў іншыя структуры.
Значнае скарачэнне выдаткаў на ахову здароўя, паколькі больш эфектыўныя і персаналізаваныя метады лячэння хвароб могуць паменшыць працягласць і кошт знаходжання ў бальніцы.
Больш этычны падыход да навуковых даследаванняў і магчымыя змены ў заканадаўстве аб правах жывёл.
Заклапочанасць канфідэнцыяльнасцю, паколькі генетычная інфармацыя асобных людзей павінна захоўвацца і выкарыстоўвацца пры стварэнні гэтых арганоідаў, што патрабуе новых правілаў для абароны генетычнай прыватнасці.
Пагаршэнне існуючай няроўнасці ў ахове здароўя, паколькі доступ да метадаў лячэння, распрацаваных з выкарыстаннем гэтай тэхналогіі, можа быць абмежаваны для тых, хто можа сабе іх дазволіць.