Ritmet post-industriale të zhvillimit të njerëzimit, përkatësisht shkenca dhe teknologjia, janë aq të mëdha sa nuk mund të imagjinoheshin 100 vjet më parë. Ajo që dikur lexohej vetëm në fantashkencën popullore tani është shfaqur në botën reale.
Niveli i zhvillimit të mjekësisë në shekullin XXI është më i lartë se kurrë. Sëmundjet që konsideroheshin vdekjeprurëse në të kaluarën trajtohen me sukses sot. Megjithatë, problemet e onkologjisë, SIDA-s dhe shumë sëmundjeve të tjera nuk janë zgjidhur ende. Fatmirësisht në një të ardhme të afërt do të ketë zgjidhje për këto probleme, një ndër të cilat do të jetë edhe kultivimi i organeve të njeriut.
Bazat e bioinxhinierisë
Shkenca, duke përdorur bazën informative të biologjisë dhe duke përdorur metoda analitike dhe sintetike për të zgjidhur problemet e saj, filloi jo shumë kohë më parë. Ndryshe nga inxhinieria konvencionale, e cila përdor shkencat teknike, kryesisht matematikën dhe fizikën, për aktivitetet e saj, bioinxhinieria shkon më tej dhe përdor metoda novatore në formën e biologjisë molekulare.
Një nga detyrat kryesore të sferës shkencore dhe teknike të sapokrijuar është kultivimi i organeve artificiale në laborator me qëllim të transplantimit të tyre të mëtejshëm në trupin e një pacienti, organi i të cilit ka dështuar për shkak të dëmtimit ose përkeqësimit. Bazuar në strukturat qelizore tredimensionale, shkencëtarët kanë qenë në gjendje të përparojnë në studimin e ndikimit të sëmundjeve dhe viruseve të ndryshme në aktivitetin e organeve njerëzore.
Fatkeqësisht, deri më tani këto nuk janë organe të plota, por vetëm organele - rudimente, një koleksion i papërfunduar i qelizave dhe indeve që mund të përdoren vetëm si mostra eksperimentale. Performanca dhe qëndrueshmëria e tyre testohen në kafshë eksperimentale, kryesisht në brejtës të ndryshëm.
Referencë historike. Transplantologji
Rritja e bioinxhinierisë si shkencë u parapri nga një periudhë e gjatë e zhvillimit të biologjisë dhe shkencave të tjera, qëllimi i së cilës ishte studimi i trupit të njeriut. Që në fillim të shekullit të 20-të, transplantimi mori një shtysë për zhvillimin e tij, detyra e të cilit ishte të studionte mundësinë e transplantimit të një organi dhurues tek një person tjetër. Krijimi i teknikave të afta për të ruajtur organet e donatorëve për ca kohë, si dhe disponueshmëria e përvojës dhe planeve të detajuara për transplantim, lejuan kirurgët nga e gjithë bota të transplantonin me sukses organe si zemra, mushkëritë, veshkat në fund të viteve '60.
Për momentin, parimi i transplantimit është më efektiv në rast se pacienti është në rrezik vdekjeprurës. Problemi kryesor është mungesa akute e organeve të donatorëve. Pacientët mund tëtë presin me vite radhën e tyre, pa e pritur. Përveç kësaj, ekziston një rrezik i lartë që organi i transplantuar i donatorit të mos zërë rrënjë në trupin e marrësit, pasi ai do të konsiderohet si një objekt i huaj nga sistemi imunitar i pacientit. Në kundërshtim me këtë fenomen, u shpikën imunosupresantët, të cilët, megjithatë, sakatojnë më shumë sesa kurojnë - imuniteti i njeriut po dobësohet në mënyrë katastrofike.
Përparësitë e krijimit artificial mbi transplantin
Një nga ndryshimet kryesore konkurruese midis metodës së rritjes së organeve dhe transplantimit të tyre nga një dhurues është se në laborator, organet mund të prodhohen në bazë të indeve dhe qelizave të marrësit të ardhshëm. Në thelb përdoren qelizat staminale, të cilat kanë aftësinë të diferencohen në qeliza të indeve të caktuara. Shkencëtari është në gjendje ta kontrollojë këtë proces nga jashtë, gjë që redukton ndjeshëm rrezikun e refuzimit të organit në të ardhmen nga sistemi imunitar i njeriut.
Për më tepër, metoda e kultivimit artificial të organeve mund të prodhojë një numër të pakufizuar të tyre, duke plotësuar kështu nevojat jetike të miliona njerëzve. Parimi i prodhimit masiv do të ulë ndjeshëm çmimin e organeve, duke shpëtuar miliona jetë dhe duke rritur ndjeshëm mbijetesën njerëzore dhe duke shtyrë prapa datën e vdekjes biologjike.
Arritjet në bioinxhinieri
Sot, shkencëtarët janë në gjendje të rritin elementet e organeve të ardhshme - organelet mbi të cilat testohen sëmundje të ndryshme, viruse dhe infeksione për të gjurmuar procesininfeksionet dhe zhvillojnë kundërmasa. Suksesi i funksionimit të organeleve kontrollohet duke i transplantuar ato në trupin e kafshëve: lepuj, minj.
Vlen gjithashtu të përmendet se bioinxhinieria ka arritur njëfarë suksesi në krijimin e indeve të plota dhe madje edhe në rritjen e organeve nga qelizat staminale, të cilat, për fat të keq, ende nuk mund t'i transplantohen një personi për shkak të mosfunksionimit të tyre. Megjithatë, për momentin, shkencëtarët kanë mësuar se si të krijojnë artificialisht kërc, enët e gjakut dhe elementë të tjerë lidhës.
Lëkura dhe kockat
Jo shumë kohë më parë, shkencëtarët në Universitetin e Kolumbisë arritën të krijonin një fragment kocke të ngjashme në strukturë me nyjen e nofullës së poshtme që e lidh atë me bazën e kafkës. Fragmenti është marrë nëpërmjet përdorimit të qelizave staminale, si në kultivimin e organeve. Pak më vonë, kompania izraelite Bonus BioGroup arriti të shpikë një metodë të re të rikrijimit të një kocke njerëzore, e cila u testua me sukses në një brejtës - një kockë e rritur artificialisht u transplantua në njërën nga putrat e saj. Në këtë rast, përsëri u përdorën qelizat burimore, vetëm ato u morën nga indi dhjamor i pacientit dhe më pas u vendosën në një kornizë kockore të ngjashme me xhel.
Që nga vitet 2000, mjekët kanë përdorur hidrogele të specializuara dhe metoda të rigjenerimit natyral të lëkurës së dëmtuar për të trajtuar djegiet. Teknikat moderne eksperimentale bëjnë të mundur shërimin e djegieve të rënda brenda pak ditësh. Spërkatjet e ashtuquajtura Skin Gunnjë përzierje e veçantë me qelizat staminale të pacientit në sipërfaqen e dëmtuar. Ka gjithashtu përparime të mëdha në krijimin e lëkurës me funksion të qëndrueshëm me gjak dhe enë limfatike.
Rritja e organeve nga qelizat
Kohët e fundit, shkencëtarët nga Michigan arritën të rriten në laboratorin e indit muskulor, i cili, megjithatë, është gjysma më i dobët se origjinali. Në mënyrë të ngjashme, shkencëtarët në Ohio krijuan inde tredimensionale të stomakut që ishin në gjendje të prodhonin të gjitha enzimat e nevojshme për tretje.
Shkencëtarët japonezë kanë bërë pothuajse të pamundurën - kanë rritur një sy njeriu që funksionon plotësisht. Problemi me transplantin është se nuk është ende e mundur të lidhet nervi optik i syrit në tru. Në Teksas, ishte gjithashtu e mundur të rriteshin artificialisht mushkëritë në një bioreaktor, por pa enë gjaku, gjë që vë në dyshim performancën e tyre.
Perspektivat për zhvillim
Nuk do të kalojë shumë kohë para se të vijë momenti në histori kur një personi mund të transplantohet shumica e organeve dhe indeve të krijuara në kushte artificiale. Tashmë, shkencëtarë nga e gjithë bota kanë zhvilluar projekte, mostra eksperimentale, disa prej të cilave nuk janë inferiore ndaj origjinaleve. Lëkura, dhëmbët, kockat, të gjitha organet e brendshme pas njëfarë kohe mund të krijohen në laboratorë dhe t'u shiten njerëzve në nevojë.
Teknologjitë e reja po përshpejtojnë gjithashtu zhvillimin e bioinxhinierisë. Printimi 3D, i cili është bërë i përhapur në shumë fusha të jetës njerëzore, do të jetë i dobishëm nësi pjesë e rritjes së organeve të reja. Bioprinterët 3D janë përdorur në mënyrë eksperimentale që nga viti 2006 dhe në të ardhmen ata do të jenë në gjendje të krijojnë modele të zbatueshme 3D të organeve biologjike duke transferuar kulturat qelizore në një bazë biokompatibile.
Përfundim i përgjithshëm
Bioinxhinieria si shkencë, qëllimi i së cilës është kultivimi i indeve dhe organeve për transplantimin e mëtejshëm të tyre, lindi jo shumë kohë më parë. Ritmi i shpejtë me të cilin ajo po bën përparim shënohet nga arritje të rëndësishme që do të shpëtojnë miliona jetë në të ardhmen.
Kockat dhe organet e brendshme të rritura nga qelizat staminale do të eliminojnë nevojën për organe dhuruese, të cilat tashmë janë në mungesë. Tashmë, shkencëtarët kanë shumë zhvillime, rezultatet e të cilave nuk janë ende shumë produktive, por kanë një potencial të madh.
