Kadal boleh membesar seluruh anggota badan. Cacing pipih, bintang laut, dan timun laut tumbuh di seluruh badan. Jerung sentiasa menggantikan gigi yang hilang, sering tumbuh lebih dari 20,000 gigi sepanjang hayat. Bagaimana cara memindahkan kuasa besar praktikal ini kepada orang? Jawapan: melalui inovasi perubatan regeneratif canggih. Walaupun data besar dan kecerdasan buatan membentuk semula amalan perubatan kita dan mencipta terapi baru, perubatan regeneratif bertujuan untuk mengganti dan menyegarkan badan fizikal kita.
Bolehkah semua organ tubuh manusia diperbaharui?
Tiga teknologi regeneratif sedang dikembangkan yang bersama-sama membolehkan kita memperbaiki sepenuhnya dan bahkan menggantikan organ manusia yang penting:
- Pemulihan: sel stem, mesin regenerasi badan
- Penggantian: penjanaan semula organ dan pencetakan bio
- Peremajaan: darah muda dan parabiosis
Mari selami perspektif keabadian.
Pembaharuan dan sel stem: enjin penjanaan semula badan
Sel stem adalah sel yang tidak dapat dipastikan yang dapat berubah menjadi sel khusus - jantung, neuron, hati, paru-paru, kulit, dan sebagainya. Mereka juga boleh membahagi untuk menghasilkan lebih banyak sel stem.
Video promosi:
Seorang kanak-kanak atau orang dewasa muda mempunyai banyak sel induk ini dan mereka bertindak sebagai sistem pemulihan terbina dalam. Mereka sering dipanggil ke tempat kecederaan atau keradangan untuk memperbaiki dan memulihkan fungsi normal.
Tetapi seiring bertambahnya usia, stok sel induk kita mula berkurang dengan faktor 100 - 10,000, bergantung pada tisu dan organ. Di samping itu, sel induk mengalami mutasi genetik yang mengurangkan kualiti dan kecekapan pembaharuan dan pembaikan badan anda.
Fikirkan sel induk sebagai pasukan tukang pembaikan di rumah besar anda yang baru dibina. Apabila rumah itu baru dan pekerja pembaikan masih muda, tidak akan sukar untuk memperbaiki apa-apa. Tetapi seiring dengan bertambahnya usia pekerja dan jumlahnya, rumah anda secara beransur-ansur merosot dan akhirnya runtuh.
Bagaimana jika kita dapat memperbaiki dan meremajakan populasi sel induk?
Salah satu pilihan untuk pemulihan dan peremajaan adalah dengan mengekstrak dan memusatkan sel induk dewasa anda sendiri dari tempat-tempat seperti tisu adiposa (atau adiposa) atau jambatan tulang.
Sel stem ini, bagaimanapun, jumlahnya lebih sedikit dan bermutasi (bergantung pada usia anda) jika dibandingkan dengan "kod sumber" asal. Ramai saintis dan doktor kini lebih memilih sumber alternatif: mendapatkan sel stem dari plasenta atau tali pusat yang tersisa setelah melahirkan. Sel induk ini, tersedia dalam jumlah besar dan mengandungi perisian utuh bayi baru lahir, dapat disuntik ke sendi atau secara intravena untuk peremajaan dan revitalisasi.
Fikirkan sel induk ini sebagai kilang kimia yang menghasilkan faktor pertumbuhan penting yang dapat membantu mengurangkan keradangan, melawan penyakit autoimun, meningkatkan jisim otot, memperbaiki sendi, dan bahkan menghidupkan semula kulit dan tumbuh semula rambut.
Selama sepuluh tahun terakhir, jumlah penerbitan penyelidikan berkaitan sel induk telah meningkat 40 kali setahun, dan pasaran sel induk dijangka meningkat menjadi $ 297 miliar pada tahun 2022.
Inisiatif yang semakin meningkat dalam penyelidikan dan pengembangan pilihan rawatan untuk penyakit kronik dan permintaan yang semakin meningkat untuk pilihan rawatan regeneratif adalah kekuatan pendorong yang paling penting di sebalik industri baru ini.
Ahli biologi yang diketuai oleh Koji Nishida dari Universiti Osaka di Jepun telah menemui cara baru untuk menumbuhkan dan mengembangkan tisu yang membentuk bola mata manusia. Para saintis dapat menumbuhkan retina, kornea, lensa mata dan banyak lagi dengan hanya menggunakan sedikit sampel kulit dewasa.
Dalam kajian Stanford, tujuh daripada lapan belas mangsa strok yang bersetuju untuk rawatan sel stem menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam fungsi motor. Rawatan ini mungkin berfungsi untuk penyakit neurodegeneratif lain seperti Alzheimer, Parkinson dan ALS.
Doktor di Pusat Neurorehabilitasi USC menyuntik sel stem ke tulang belakang serviks yang cedera pada seorang lelaki berusia 21 tahun yang baru lumpuh. Tiga bulan kemudian, dia menunjukkan peningkatan kepekaan dan pergerakan yang ketara di kedua tangannya.
Pada tahun 2019, doktor di UK menyembuhkan pesakit HIV untuk kedua kalinya dalam sejarah, berkat keberkesanan sel stem. Setelah rawatan sel stem hematopoietik allogeneik pada pesakit barah (dengan HIV) dengan limfoma Hodgkin, pesakit memulakan pengampunan HIV jangka panjang - 18 bulan, yang berlanjutan pada masa penerbitan kajian.
Penggantian: penjanaan semula organ dan percetakan 3D
Pada Januari 2019, di AS sahaja, lebih daripada 113,000 orang menunggu barisan pemindahan organ - dan setiap 10 minit seseorang ditambahkan ke barisan tersebut.
Sebilangan besar orang yang memerlukan "alat ganti" tidak pernah sampai ke senarai menunggu. Dan rata-rata 20 orang mati setiap hari sementara menunggu pemindahan. Organ sangat kurang.
Permintaan yang berlebihan untuk pendermaan organ hanya akan meningkat apabila teknologi - seperti kereta memandu sendiri - menjadikan dunia sebagai tempat yang lebih selamat. Dan banyak penderma organ adalah akibat malang dari kemalangan kereta dan motosikal. Kenderaan yang lebih selamat bermaksud lebih sedikit kemalangan dan penderma.
Jelas, ubat pengganti dan pemulihan (regeneratif) memberikan peluang besar di sini.
Penjual organ
Ketua Pegawai Eksekutif United Therapeutics Martin Rothblatt, bekas usahawan aeroangkasa (dia adalah pengasas Radio Satelit Sirius), bertukar kerjaya pada tahun 1990-an setelah anak perempuannya menghidap penyakit paru-paru yang jarang berlaku.
Hari ini dia bekerja di industri penggantian organ. Pada mulanya, Rothblatt memberi tumpuan kepada penyakit paru-paru semasa mengusahakan penggantian paru-paru. Untuk mencapai tujuan ini, syarikatnya, United Therapeutics, telah mengusahakan beberapa teknologi secara bersamaan.
Paru-paru percetakan 3D
Pada tahun 2017, United bekerjasama dengan salah satu syarikat percetakan 3D terbesar di dunia - Sistem 3D - untuk membuat bioprinter kolagen dan membayar syarikat lain, 3Scan, untuk memotong paru-paru dan membuat peta terperinci bahagian dalamnya.
Bioprinter 3D Systems kini menggunakan kaedah stereolitografi. Laser ultraviolet menerangi kumpulan kecil kolagen yang dicampurkan dengan molekul sensitif cahaya. Di mana sahaja laser berhenti, kolagen menguat.
Secara beransur-ansur objek yang dicetak ditumbuhi lapisan baru. Pencetak pada masa ini dapat mengumpulkan kolagen pada resolusi sekitar 20 mikrometer, tetapi diperlukan resolusi skala mikrometer untuk memastikan fungsi paru-paru.
Selepas perancah kolagen paru-paru dicetak, langkah seterusnya adalah menyuntik sel manusia ke dalamnya - proses yang disebut semula. Tujuannya di sini adalah untuk menggunakan sel induk yang tumbuh di perancah dan membezakan, akhirnya memberikan fungsi yang betul. Semua petunjuk adalah bahawa pendekatan ini mungkin berkesan.
Pada tahun 2018, pakar bedah eksperimen Universiti Harvard, Harald Ott melaporkan bahawa dia telah mengepam berbilion sel manusia (dari tali pusat dan paru-paru cincang) ke paru-paru babi, tanpa selnya sendiri. Ketika pasukan Ott menyambungkan kembali organ ke peredaran babi, ia menunjukkan fungsi asas.
Memanfaatkan paru-paru babi
Strategi pengeluaran organ Rothblatt yang lain disebut xenotransplantation, idea untuk memindahkan organ haiwan ke manusia yang memerlukan penggantian.
Memandangkan organ babi dewasa mempunyai ukuran dan bentuk yang serupa dengan manusia, United Therapeutics telah memfokuskan pada mengubahsuai babi secara genetik untuk membolehkan manusia menggunakan organ mereka. "Ini bukan masalah besar," kata Rothblatt pada tahun 2015. "Ini mengedit satu gen demi satu."
Untuk mencapai matlamat ini, United Therapeutics telah membuat sejumlah pelaburan di syarikat-syarikat seperti Revivicor dan Synthetic Genomics, dan telah menandatangani perjanjian pembiayaan utama dengan University of Maryland, University of Alabama dan New York Presbyterian / Columbia Medical Center untuk membuat program xenotransplantasi jantung, ginjal dan paru-paru. masing-masing. Rothblatt berharap dapat melihat pemindahan manusia pertama dalam tiga hingga empat tahun.
Sebagai persediaan untuk hari itu, United Therapeutics memperoleh tanah seluas 132 ekar di Research Triangle Park dan membina makmal perubatan seluas 140.000 meter persegi yang akhirnya akan menghasilkan sehingga 1.000 paru-paru babi yang sihat - xenolung - dari babi yang diubahsuai secara genetik setiap tahun.
Sistem perfusi paru-paru ex vivo
Sebagai tambahan kepada percetakan 3D dan teknik genetik paru-paru babi, Rothblatt telah memulai pendekatan jangka pendek ketiga untuk meningkatkan bekalan paru-paru kepada mereka yang memerlukan.
Hanya sekitar 30 peratus paru-paru penderma yang berpotensi memenuhi kriteria pemindahan; Dari jumlah tersebut, hanya 85% yang dapat digunakan setelah tiba di pusat pembedahan. Akibatnya, hampir 75% kemungkinan paru-paru tidak berakhir dengan penerima yang memerlukan.
Bagaimana jika paru-paru ini dapat diperbaiki? Inilah tepatnya pendekatan Dr. Rothblatt seterusnya.
Pada tahun 2016, United Therapeutics melaburkan $ 41.8 juta dalam TransMedics, sebuah syarikat yang berpusat di Massachusetts yang mengembangkan sistem perfusi ex vivo untuk paru-paru, jantung dan buah pinggang yang didermakan.
Sistem Perfusi XVIVO mengambil paru-paru dengan kualiti marginal yang pada awalnya tidak memenuhi kriteria transplantasi, melakukan perfusi dan pengudaraan dalam keadaan termal normal, sehingga pakar bedah dapat menilai kembali kesesuaian cangkok.
Darah muda dan parabiosis
Apa itu parabiosis? Adalah dipercayai bahawa pemindahan darah secara berkala bagi individu yang lebih muda dan cergas secara fizikal dapat melambatkan proses penuaan. Dan ini sudah berlaku sekarang.
Kajian oleh Stanford dan Harvard menunjukkan bahawa haiwan yang lebih tua, ketika ditransfusi dengan darah binatang muda, menunjukkan pertumbuhan semula di banyak tisu dan organ.
Kebalikannya juga berlaku: haiwan muda bertambah cepat apabila mereka menerima darah dari haiwan yang lebih tua. Memanfaatkan sumber pemuda maya ini sukar.
Ambrosia
Satu syarikat, syarikat permulaan yang berpusat di San Francisco bernama Ambrosia, baru-baru ini memulakan ujian praktikal parabiosis. Protokol mereka mudah: peserta yang sihat berumur 35 tahun ke atas menerima pemindahan plasma dari penderma di bawah usia 25 tahun, dan para saintis memantau darah mereka selama dua tahun ke depan, berusaha menentukan petunjuk kesihatan dan penuaan molekul.
Pengasas Ambrosia Jesse Karmazin menjadi berminat untuk memulakan syarikat parabiosis setelah melihat data haiwan dan kajian manusia yang luar biasa: di setiap percubaan, subjek mengalami pembalikan gejala penuaan di hampir semua sistem organ utama. "Kesannya nampaknya hampir kekal," katanya. "Ini hampir seperti memulihkan ekspresi gen."
Memperkenalkan sel stem darah tali pusat anda sendiri seiring bertambahnya usia dapat memberi manfaat besar untuk umur panjang. Setelah siaran akhbar FDA pada Februari 2019, Ambrosia berhenti melayan pelanggan beberapa bulan setelah memulakan operasi.
Difahamkan, FDA telah menimbulkan kebimbangan mengenai praktik parabiosis kerana hingga kini terdapat kekurangan data klinikal untuk menyokong keberkesanan rawatan.
Elevian
Di ujung lain spektrum reputasi adalah Elevian, permulaan dari Universiti Harvard. Elevian mendekati umur panjang dengan strategi berasaskan sains yang teliti. Peter Diamandis menjadi penasihat dan pelabur di Elevian.
Ketua Pegawai Eksekutif syarikat Mark Allen, M. D., telah bergabung dengan belasan PhD dari Harvard. Pengasas saintifik Elevian bergabung dengan syarikat itu setelah mengenal pasti faktor peredaran tertentu yang mungkin bertanggungjawab terhadap kesan "darah muda".
Satu contoh: molekul yang berlaku secara semula jadi yang dikenali sebagai "faktor pembezaan pertumbuhan 11," atau GDF11. Setelah diperkenalkan kepada tikus tua, banyak kesan regeneratif darah muda dihasilkan semula, jantung, otak, otot, paru-paru dan ginjal dihasilkan semula.
Khususnya, suplemen GDF11 mengurangkan hipertrofi jantung yang berkaitan dengan usia, mempercepat pemulihan otot rangka, meningkatkan toleransi senaman, meningkatkan fungsi otak dan aliran darah serebrum, dan meningkatkan metabolisme.
Elevian sedang mengembangkan pelbagai agen terapi yang mengatur GDF11 dan faktor peredaran lain. Tujuannya adalah untuk mengembalikan keupayaan semula jadi tubuh untuk tumbuh semula, yang diyakini oleh Elevian dapat mengatasi sejumlah penyebab penyakit berkaitan dengan usia dan membalikkan atau mencegah banyak penyakit yang berkaitan dengan penuaan dan memperpanjang jangka hayat yang sihat.
Adakah kita menghampiri keabadian?
Pada tahun 1992, futuris Leland Kaiser mencipta istilah "perubatan regeneratif":
"Cabang perubatan baru akan berkembang yang akan berusaha mengubah perjalanan penyakit kronik dan dalam banyak kes akan memperbaiki sistem organ yang letih dan lemah."
Sejak itu, industri perubatan regeneratif yang kuat telah berkembang dengan pesat, dan pertumbuhan pesat ini diharapkan akan berterusan. Pemanjangan radikal kehidupan manusia berada di kaki langit. Tidak lama lagi, kita semua akan memperoleh kekuatan super regeneratif yang sebelumnya hanya dimiliki oleh segelintir haiwan dan pahlawan super dari komik.
Ilya Khel
