Энтони Атала работает в мастерской будущего. Он является директором Института регенеративной медицины Уэйк Форест в Уинстон-Сейлеме, штат Северная Каролина, и он и его коллеги используют человеческие клетки для роста мышц, кровеносных сосудов, кожи и даже целого мочевого пузыря. Большая часть работы является экспериментальной и еще не была протестирована на людях, но Atala имплантировала лабораторно выращенные мочевые пузыри более чем двум дюжинам детей и молодых людей, родившихся с дефектными мочевыми пузырями, которые не опорожняются должным образом, состояние, которое может вызвать повреждение почек. Мочевые пузыри были первыми лабораторными человеческими органами, имплантированными людям. Если они продолжают демонстрировать хорошие результаты в клинических испытаниях, лечение может стать стандартом не только для врожденных дефектов мочевого пузыря, но также для рака мочевого пузыря и других состояний.
Atala и его коллеги изготавливают запасные части из собственного сырья пациентов. Чтобы произвести мочевой пузырь, они удаляют маленький кусочек органа пациента и отделяют мышечные клетки и клетки уротелия, которые выстилают мочевые пути. Они помещают клетки в лабораторные чашки и купают каждый тип в жидкости, которая побуждает их размножаться. Через шесть недель живых клеток достаточно для всего мочевого пузыря. Затем исследователи выливают мышечные клетки на наружную поверхность каркаса, изготовленного из коллагена, белка в соединительной ткани и полигликолевой кислоты, материала, используемого в рассасывающихся швах. Два дня спустя они покрывают внутреннюю часть скаффолда уротелиальными клетками. Новый мочевой пузырь выращивают в инкубаторе, который имитирует состояние организма, позволяя клеткам расти и вязать вместе. Затем мочевой пузырь имплантируется пациенту, где эшафот постепенно растворяется. Исследователи стандартизировали процедуру выращивания мочевого пузыря, говорит Атала с улыбкой, и теперь делают «маленькие, средние, большие и очень большие размеры».
Некогда дикие идеи регенеративной медицины быстро становятся реальностью. В конце прошлого года Organovo, биотехнологическая компания в Сан-Диего, начала распространять первый коммерчески доступный принтер частей тела. Да, вы правильно прочитали: принтер для частей тела. Используя ту же идею, что и струйный принтер, он распыляет капли клеток с лазерным наведением и каркасный материал на подвижную платформу. С каждым проходом головки принтера платформа опускается, и осажденный материал постепенно накапливает трехмерный кусок ткани. Лаборатории регенеративной медицины по всему миру полагаются на принтер для создания кусочков кожи, мышц и кровеносных сосудов. Лаборатория Atala использовала технологию, чтобы построить двухкамерное сердце размером с мышь примерно за 40 минут.
Атала и его коллеги также создали искусственные почки, которые вырабатывают мочу при имплантации экспериментальным животным. И в течение нескольких лет, говорит он, человеческая кожа может быть использована для выращивания в лаборатории и предоставлена жертвам ожогов и другим пациентам, которые сегодня должны пройти болезненные кожные трансплантаты.
Органа, выращенная вне тела, изменит медицину, предсказывает Атала, но столь же важно будет стимулировать восстановление и отрастание в организме. Он и другие ученые предвидят введение здоровых клеток и стимулирующих рост молекул в больные или поврежденные легкие, печень и сердца, побуждая их к регенерации. Тогда есть конечная проблема: может ли пациент когда-нибудь вырастить целую конечность?
«Это не за пределами возможного», - говорит Атала. «Если саламандра может это сделать, то почему человек не может?» Ученые все ближе к пониманию тонких генетических и физиологических процессов, которые позволяют саламандрам восстанавливать свои конечности с нуля. Больше подсказок приходит от лабораторных мышей, у которых есть генетическая мутация, которая позволяет им частично вырастить отрубленные цифры.
Смогут ли врачи через 40 лет помочь людям вырастить оторванные спинные мозги, поврежденные сердца или даже потерянные конечности? Атала говорит, что он настроен оптимистично: «То, что сегодня возможно, было мечтой 20 лет назад».
Гретхен Фогель живет в Берлине и пишет для Науки .
Энтони Атала, директор Института регенеративной медицины Уэйк Форест, стандартизировал процедуру выращивания мочевого пузыря. (Баптистский медицинский центр университета Уэйк Форест) 
Используя строительные леса и собственные клетки пациента, выращенные в лаборатории, исследователи строят запасные части тела. (Баптистский медицинский центр университета Уэйк Форест) 
Сердечный клапан выполняется в лаборатории до имплантации. (Баптистский медицинский центр университета Уэйк Форест) 
Мочевой пузырь похож на те, которые тестируются на людях. (Баптистский медицинский центр университета Уэйк Форест)
