hirdetés

TUDOMÁNY

Transzplantációs szervek készülhetnek az űrben 3D-s nyomtatásban

Globális hiány van az átültetésre alkalmas szervekből, ezért veszik fontolóra ezt az újszerű megoldást

Link másolása

hirdetés

Csak 70 évvel kellene visszaforgatni az idő kerekét ahhoz, hogy az űrutazásról és a szervátültetésről jövő időben beszéljünk, az élő szövet 3D-ben való nyomtatása pedig egyenesen a legvadabb sci-fi kategóriájába kerülne. Most e három tevékenység akár össze is fonódhat, hála a tudomány és technika rohamos fejlődésének, és a szükség szülte találékonyságnak.

Az egész világon hiány van a válságos állapotban lévő betegek megmentésére alkalmas szervekből, és ezt a helyzetet a koronavírus pandémia csak tovább súlyosbította. Nem véletlenül nőtte ki magát igen jövedelmező üzletággá az utóbbi évtizedekben az illegális szervkereskedelem. A tudósok éppen ezért egy radikális újítást vettek fontolóra.

Az ötlet egyik atyja Andrew Morgan amerikai katonaorvos, aki számos súlyos harctéri sérültet kezelt, köztük olyanokat, akik robbanások következtében elvesztették a végtagjaikat, vagy pedig belső szerveik roncsolódtak életveszélyesen. Miután látta, hogy milyen lassan gyógyulnak, arra gondolt, mi lenne, ha új szöveteket vagy akár egész szerveket nyomtatnának a sérült testrész pótlására? Elképzelései szerint ezek különösen akkor lennének hasznosak, ha e szöveteket a sérült személy saját sejtjeiből állítanák elő – idézte a

BBC

Morgannek alkalma nyílt hónapokon keresztül e téren kísérleteznie – méghozzá egyenesen a világűrben. Az orvos ugyan egyben űrhajós is, aki 2019-20-ban több mint egy évet töltött a Nemzetközi Űrállomáson (ISS). Itt épített fel asztronauta kolleginájával, Christina Koch-hal sejtről sejtre élő szövetet egy 3D-s nyomtató és úgynevezett „biotinta” segítségével. Ennek a patronjába ültette be a sejteket, hagyta a kultúrát kifejlődni, majd kivette a szövetmintát elemzésre.

Miért voltak a kísérlethez jobbak az űrbeli körülmények, mint a földiek? Mert ez utóbbi esetben, mondja Morgan, ha 3D-ben nyomtatunk szövetkultúrát, a gravitáció miatt összeomolhat. „A szöveteknek szükségük van egy ideiglenes, szerves állványzatra, hogy minden a helyén maradjon, különösen az üreges szerveknél, mint például szívkamrák esetében. Ezek a hatások nem érvényesülnek viszont egy mikrogravitációs környezetben.

hirdetés

Az ISS tehát ideális volt a 2019-ben űrbe küldött Bio Fabrication Facility program tesztelésére. A Techshot és a NScrypt amerikai cégek által kifejlesztett technológia célja, hogy emberi sejteket nyomtasson szerv-formájú szövetekbe. Morgan nagy sűrűségű, szív-szerű szövetekkel végzett kísérleteket. Az NScrypt közreműködésében személyes indokok is szerepet játszottak: a cégvezető Ken Church 27 éves lánya fél tüdővel született és így él ma is és apja bízik abban, hogy sikerül egy nyomtatott tüdőt adni neki. A csapat reméli, hogy a technológia mielőbb eljut odáig, hogy olyan teljes emberi szerveket tudnak nyomtatni az űrben, amelyeket fel lehet használni szervátültetésre.

Az emberi szervek nyomtatásával ma már több biotechnológiai cég is foglalkozik. A legtöbben a sejteket programozzák át olyan őssejtekké, amelyek megfelelő tápanyagokkal képesek fejlődni az emberi szervezet bármely részében. Ezért az eljárásért kapott 2012-ben orvosi Nobel-díjat John B. Gurdon és Jamanka Sinja. Az őssejteket hidrogélre akasztják, amely állványként szolgál, hogy a fejlődő struktúra ne omoljon össze, aztán a kívánt sejttípust rétegről rétegre bele lehet nyomtatni az élő, működő szövetbe.

A biotintát forgalomba hozó Cellink cég már gyártott olyan szövetet, amelyet sikeresen beültettek állatokba, például bőrtranszplantáció céljából. Már próbálkoztak lézer segítségével nyomtatott erekkel is. Itedale Redwan, a Cellink vezető kutatója szerint 10-15 év kell ahhoz, hogy teljesen működőképes nyomtatott szöveteket és szerveket lehessen beültetni emberekbe.

A tudósok már bebizonyították, hogy lehetséges alapszöveteket, sőt, miniatűr szerveket is nyomtatni. 2018-ban a newcastle-i egyetem csapata elsőként nyomtatott emberi szaruhártyát, míg a Tel-Avivi egyetemen miniatűr szívet állítottak elő egy szívbeteg ember szövetéből. A michigani állami egyetem kutatói még tovább mentek: az általuk nyomtatott miniszívhez egy olyan őssejt-keretet használtak, amely egy magzat fejlődési környezetét utánozza, lehetővé téve ezzel mindenféle sejttípusok és azoknak a bonyolult struktúráknak a létrehozását, amelyek egy szív működéséhez szükségesek. De figyelemre méltó a winston-salem-i (Észak-Karolina) Wake Forest intézet kísérlete is, amelynek során idegsejteket integráltak nyomtatott izmokba. Ez fontos lépés az izomműködések helyreállításához a jövőbeli transzplantációkban.

Nagy kérdés, hogy ezek a módszerek működnek-e olyan összetett szervek esetében, mint a máj és a vese, mivel ezekben sokféle sejtek keverednek, amelyeket ér- és ideghálózatok szőnek át. Jennifer Lewis, a Harvard biomérnök-professzora, aki maga is kísérletezett szövetnyomtatással, óvatosságra int e kérdésben.

Úgy véli, ahhoz, hogy egy szerv funkcióját teljes egészében újrateremtsék – például a szívműködés szinkronicitását, vagy a vese szűrő szerepét – az organogenézis folyamatát kellene megismételni, amelynek során az emberi szövetek és szervek soksejtes szerkezetei létrejönnek az embrióban és általuk kialakulnak a különböző szervi funkciók.

A BioLife4D olyan biológiai alkotóelemek nyomtatását célozta meg, amelyekkel javítani lehet az ember szívet. Ezek lennének az előhirnökei egy teljes egészében nyomtatott, átültethető szívnek, de úgy gondolják, hogy óriási piaca lenne a különböző „alkatrészeknek” is, például a szívbillentyűknek. Steve Morris, a cég ügyvezető igazgatója szerint még olyan szívet is érdemes lenne megalkotni, amelynek valamilyen különleges baja van, és rajta lehetne tesztelni a gyógymódot. Redwan is egyetért azzal, hogy a nyomtatott szervekkel már rövid távon is hatékonyabban lehetne modellezni a betegségeket a laboratóriumban és ezzel segítenék a gyógyszerek kifejlesztését, miközben kevesebbet kellene kísérletezni állatokon. Középtávon pedig már a hatalmas donorigények kielégítésére kell gondolni.

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) becslései szerint évente mintegy 130 ezer szervátültetést hajtanak végre, de ez a várólistáknak csupán 10%-át jelenti. Azok a szerencsések pedig, akiknek jut egy donor, életük hátralévő részét olyan immunelnyomó gyógyszereket kell szedniük, amelyek megakadályozzák szervezetüket, hogy kivessék magukból az „idegen” testet. Ha viszont olyan új szervet kapnak, amelyet saját sejtjeikből nyomtattak, nagyban csökkenne a kilökés kockázata.

Mindazonáltal az űrben való szervnyomtatás meglehetősen költséges dolog. A Bio Fabrication Facility működtetése a Nemzetközi Űrállomáson alapjáraton 7 millió dollárba kerül és nehéz lesz a nagybani gyártás sem. De már vannak olyan kísérletek, amelyek azt célozzák, hogy a Földön hozzanak létre alacsony gravitációjú teret összetett, érzékeny szervek kitenyésztésére. Az orosz 3D PBioprinting Solutions például egy olyan rendszert gyártott, amely mágneses mezőben lebegteti a szövetet, míg felveszi a kívánt szerkezetet. Gene Boland, a Techshot főnöke szerint már a 2030-as, vagy 40-es években telepíteni lehet bionyomtató üzemeket az alacsony földi légkörben, ahol a mikrogravitációs környezet előnyeit kihasználva összetettebb emberi szöveteket is lehet nyomtatni. A NScrypt most egy biorektort fejleszt ki, amely úgy előzné meg a nyomtatott szövet belsejében fenyegető elhalást, hogy megpörgeti, megrázza, vagy pedig oxigént táplál bele.

Nem biztos, hogy ezt a rendkívüli orvostechnológiai újítást, ha széles körben elterjed, mindenki lelkesen fogadja. Gondoljunk várható társadalmi hatására. Ma a nyugati világban minden harmadik ember szív- és érrendszeri betegségekben hal meg. Ha viszont az öreg, beteg szíveket helyettesíteni lehet egy fiatalabb, egészséges szívvel, az emberek akár évtizedekkel tovább élhetnének.

Steven Morris, a BioLife4D vezérigazgatója elárulta, hogy kaptak már olyan levelet, amelyben a céget a „megtestesült gonosznak” nevezték, és úgy vélték: az élet meghosszabbítása nyomtatott szervekkel helytelen, tekintettel arra, hogy a Föld forrásainak szűkössége már így épp elég szenvedést okoz az emberiségnek, és az emberi élet meghosszabbítása további szenvedésekhez vezetne. De felmerülnek más, borotvaélen táncoló etikai kérdések: mi van akkor, hogy egy szülő azt kéri, hogy 12 éves gyermekének szívét egy nagyobbra, erősebbre cseréljék, hogy ő lehessen az iskola bajnoka? „Ha képesek vagyok szívet nyomtatni két billentyűvel, miért ne tudnánk olyant, amelynek van két plusz billentyűje? Én úgy gondolom, hogy ha az evolúció nem adott nekünk extra szívbillentyűket, akkor nekünk sem kell ezt tennünk. De ha már mindenképpen ki kell cserélni egy szervet, akkor nem idegenkednék attól, hogy egy valamiképpen javítottat tegyünk a helyére” – mondta Morris.

Az eljárás vélhetően drága lesz, különösen, ha űrbéli készítményekkel hajtják végre, ezért jó ideig azokat vonzza majd, akik tudnak és akarnak erre áldozni. De eljöhet az az idő, miként erre Ravi Birla, a BioLife 4D szövetmérnöke figyelmeztetett, hogy valaki valamennyi szervét ki akarja cserélni, és a végén már semmi nem marad abból az emberből, aki megszületett, hanem egy másik lény lesz.

Jelenleg ugyan a kutatók előtt még az életmentő transzplantációk lebegnek, de számolni kell azzal, hogy odajutnak, mint a plasztikai sebészet, vagy pedig doppingszer-használat. Ugyanakkor, ha már az űrkutatásnál maradunk, nagy jövő várhat a bioprintingre a bolygóközi utazások korában, amikor fogytán lesz az élelmiszer, és állati sejtekből állíthatják elő az ennivalót.


hirdetés
Link másolása
KÖVESS MINKET:

Címlapról ajánljuk

Címlapról ajánljuk


hirdetés
TUDOMÁNY
Jön a deltakron? – Felfedezték az omikron és a delta egyesüléséből származó vírusvariánst
Később derül ki, hogy fertőzőbb-e ez a törzs, és hogy domináns lesz-e az eredeti delta és omikron variánsokkal szemben.

Link másolása

hirdetés

Egy ciprusi kutató új koronavírus-törzset fedezett fel, amely egyesíti a delta és az omikron variánst – írta a Bloomberg nyomán a CNBC.

A „deltakron”-nak nevezte el az új változatot Leondios Kostrikis, a Ciprusi Egyetem biológus professzora.

Eddig 25 esetet tudott azonosítani, így semmit nem lehet róla mondani, sokkal több eset kell ahhoz, hogy érdemben meg tudjanak róla állapítani olyasmit például, mint a fertőzőképesség.

"Később derül ki, hogy fertőzőbb-e ez a törzs, és hogy domináns lesz-e az eredeti delta és omikron variánsokkal szemben"

– mondta Kostrikis. Szerinte egyébként az omikron fertőzőbb és ezáltal elterjedtebb lesz a deltakronnál.

hirdetés

hirdetés
Link másolása
KÖVESS MINKET:

hirdetés
TUDOMÁNY
Magyarországot is elérte a tongai vulkánkitörés lökéshulláma
A 17 ezer kilométerre történt hatalmas erejű robbanás 1-1,5 hPa légnyomásingadozást okozott a mérőállomások szerint.

Link másolása

hirdetés

Korábban mi is beszámoltunk róla, hogy hatalmas szökőárt okozott Tongán a Hunga Tonga Hunga Ha’apai vulkán kitörése. A kitörés erejére jellemző, hogy a víz alatti vulkánból 20 kilométer magasra csapott fel a feltörő gáz, füst és hamu.

A kitörés erős lökéshullámot indított útjára, melynek ereje ablakokat tört be a környező szigeteken. A hangrobbanást Új-Zélandon, sőt hét órával a kitörést követően, a több mint 9000 kilométerre fekvő Alaszkában is hallani lehetett – írja az Időkép. A nyomáshullám azóta az egész bolygón végigfutott, melyet a meteorológiai állomások légnyomásérzékelő szenzorai mindenhol észleltek.

Tongai vulkánkitörés

A kitörés után pedig hazánkat is elérte a több mint 17 ezer kilométerre történt esemény hatása.

A hármashatárhegyi légnyomásmérőn szombat este 8 és 9 között egy gyors, 1-1,5 hPa-os légnyomásnövekedést és süllyedést, majd ezt követően további, kisebb nyomásingadozásokat lehetett megfigyelni.

Éjjel 2 óra után érkezett a második nyomáshullám, ami egy átmeneti 1 hPa-os csökkenésként jelent meg a grafikonokon.

hirdetés
Kép: hármashatárhegyi légnyomásmérő grafikonja

A Hunga Tonga-Hunga Ha'apai több évnyi szünet után, 2021. december 20-án tört ki. A szombati kitörés azonban még nagyobb volt, hétszer erősebb, mint a december 20-i. Cunamiriadót rendeltek el többfelé a csendes-óceáni partvidéken. A szökőár elárasztotta Tonga partjait, elérte Kaliforniát és Alaszkát is. Szerencsére a hullámok mérete a legtöbb helyen 1 métert alatt maradt, így nem okozott nagy pusztítást.

Az országról

Tonga három, vulkáni eredetű szigetből álló állam a Csendes-óceán polinéziai térségében. Területe 748 négyzetkilométer, lakosainak száma megközelítőleg 108 ezer fő. Gazdaságának alapja elsősorban az egzotikus élelmiszernövények (banán, vanília, kókuszdió, kávécserje, manióka, taró) termelése, és a halászat. Az ország sokak körében leginkább népviseletéről és lakói egy részének jellegzetes testfestéséről ismert. Fővárosa a 23 ezer fős Nuku'alofa.


hirdetés
Link másolása
KÖVESS MINKET:


hirdetés
TUDOMÁNY
2022-ben végre vége lehet a járványnak, optimisták a kutatók
A koronavírus azonban valószínűleg soha nem fog teljesen eltűnni. Az azonban még kérdéses, hogy a következő változat a lakosságnak súlyosabb tüneteket okoz majd, vagy meg sem fogja érezni.

Link másolása

hirdetés

Az amerikai betegségmegelőzési és ellenőrzési központ kutatói ugyanis úgy látják, hogy ha minden a tervek szerint halad, akkor 2022-ben már nem a koronavírus fogja uralni az életünket – írja a CNN.

A Stanford Egyetem kutatói a szövetségi ügynökségek szakértőivel, akadémiai kutatókkal és közegészségügyi vezetőkkel karöltve az ünnepeket azzal töltötték, hogy megvizsgálják, mi vár ránk a jövőben a világjárvány szempontjából. Egységes eredményre nem jutottak, azonban több várható modellt is sikerült felállítaniuk a múltbéli világjárványok alapján.

Bár az Omikron-variáns az egész világon végigsöpört, a szakértők szerint reményre adhatnak okot a Dél-Afrikában történt események.

A helyi tudósok először novemberben észlelték a változatot: a fertőzöttek száma rendkívüli gyorsasággal emelkedett, majd ugyanilyen sebességgel csökkent is. Ugyanez történt az Egyesült Királyságban is, a tudósok pedig úgy gondolják, hogy ez mindenhol be fog következni.

A szakértők arra számítanak, hogy a következő négy-hat hétben durván emelkedni fognak a számok, és körülbelül február közepén már tiszta képet kaphatunk arról, hogyan javul a helyzet: márciustól nyárig az esetek száma folyamatosan csökkenni fog.

A kutatók optimizmusa abból fakad, hogy ezalatt az idő alatt folyamatosan növekedni fog a beoltottak száma és egyre többen élvezik majd a természetes immunitás védelmét is.

A koronavírus azonban valószínűleg soha nem fog teljesen eltűnni, és a következő változat ugyanolyan gyorsan vagy még könnyebben fog terjedni, mint az omikron. Az azonban még kérdéses, hogy ez a lakosságnak súlyosabb tüneteket okoz majd, vagy meg sem fogja érezni.

hirdetés

Dr. George Rutherford, a Kaliforniai Egyetem epidemiológusa szerint egyáltalán nem világos, hogy mi következik. Szerinte a vírus fokozatosan mutálódhat, ahogy az a korábbi variánsoknál is történt, de az is előfordulhat, hogy a következő változat egy olyan hatalmas ugrás lesz a mostanihoz képest, mint például a Delta és az Omikron esetében.

A spanyolnáthát okozó H1N1 például új vírusként indította el 1918-ban a történelem egyik legrosszabb járványát, ami a világ népességének egyharmadát megfertőzte, és 50 millió ember halálát okozta.

A járvány végül véget ért, de a vírus még ma is velünk van, a mai H1N1 vírusok pedig a spanyolnátha „leszármazottai”.

A jelenlegi forgatókönyv szerint a világnak arra kell összpontosítania, hogy megvédje a veszélyeztetetteket a súlyos betegségektől, gondoskodjon arról, hogy mindenki megkapja az oltást, a fertőzöttek számára pedig biztosítsa a monoklonális antitest terápiát. Az oltóanyag-gyártó cégeknek változat-specifikus vakcinákat kell készíteniük, hogy az emberek évente megkaphassák az új variánsok elleni védőoltást, az egyes országoknak pedig sokkal többet kell tesztelniük a lakosságot.

A szájon át alkalmazható gyógyszerek csak akkor jók, ha biztosak vagyunk abban, hogy megfertőződtünk koronavírussal.

Egy másik forgatókönyv szerint nem lesz elég rendelkezésünkre álló monoklonális szer a fertőzöttek kezelésére, esetleg a vakcinagyártók nem tudnak elég gyorsan variáns-specifikus vakcinákat előállítani. Szélsőséges esetben az is előfordulhat, hogy egy új változat immunissá válik az oltásokra és kezelésekre – ez azonban kevésbé valószínű.

A szakértők szerint érdemes a legjobbakat remélni, és a legrosszabbra készülni, amit a maszkviselés és a tesztelés segíthet elkerülni.


hirdetés
Link másolása
KÖVESS MINKET:

hirdetés
Ajánljuk

hirdetés
TUDOMÁNY
A retinánk árulhatja el a valódi biológiai korunkat, és azt is, mekkora a kockázat a halálunkra
Egy kutatás szerint a retinánk többet árul el a testünk életkoráról, mint bármely más testrész.
Fotó: coyot/Pixabay - szmo.hu
2022. január 19.


Link másolása

hirdetés

A szem a lélek tükre a költők szerint, de az egészségünkről is rengeteget elárulhat - írja a CNN.

A száraz szem a reumás artritisz tünete lehet, míg a koleszterin magas szintje fehér, szürke vagy kék gyűrű kialakulásához vezethet az írisz, tehát a szem színes része körül. Árulkodó a retina véredényeinek károsodása is, ami cukorbetegség, magas vérnyomás, zöld hályog és akár rákos megbetegedés jele is lehet.

Egy új tanulmányból azonban most az is kiderült, a retina elárulhatja a testünk valódi biológiai korát, ami nem feltétlenül azonos a tényleges életkorunkkal.

A Brit Szemészeti Folyóirat kedden tette közzé azt a kutatást, amely során több mint 130 ezer retináról készült felvételt elemeztek ki. A minták az Egyesült Királyság Biobankjának több mint 500 ezer, 40 és 69 év közti tagjától származtak.

A tudósok a gépi tanulás eszközével tanulmányozták a retinákat, és rájöttek, a szem egészségi állapota és a személy valódi életkora közt “korkülönbség” mutatkozik.

Minden évvel, amennyivel a szem idősebb biológiai kort tükröz a valóságosnál, 2 százalékkal nő az elhalálozás veszélye.

Ha a retina sokkal (akár 5-10 évvel) magasabb biológiai kort tükröz, az elhalálozás kockázata akár 67 százalékkal is magasabb lehet, még az olyan tényezők, mint a súly, a vérnyomás vagy az életmód ismeretében is.

“A számítógép képes volt nagy pontossággal meghatározni a páciens biológiai korát egy retináról készített színes felvétel alapján. Ezt egyéb orvosi módszerekkel nem tudnánk megállapítani - ahogyan egy átlagember is megkülönböztet egy gyereket egy felnőttől, de a 70 évest a 80 évestől már nem minden esetben” - mondta Dr. Sunir Garg, az Amerikai Szemészeti Akadémia klinikai szóvivője.

hirdetés
“Az eredményekből kiderül, hogy a retina által jelzett “korkülönbség” önmagában is a halálozási kockázat független mutatója lehet”

- fűzte hozzá.

Az eljárás gyakorlati alkalmazásától azonban még távol állunk, ehhez a tudósoknak még nagyobb mintából kell majd információkat gyűjteni.


hirdetés
Link másolása
KÖVESS MINKET: