Druk 3D przyszłością biomedycyny


… wątroba trochę wcześniej

W ubiegłym roku Organovo jeszcze raz podeszło do zadania związanego z drukowaniem wątroby. Wcześniejsza miniwersja tego organu, która powstała w kwietniu, przetrwała pięć dni, natomiast nowszy model, opracowany w październiku – aż czterdzieści. Wydrukowana przez Organovo wątroba właśnie przez tyle dni zachowywała swoje funkcje: filtrowała składniki odżywcze, toksyny i leki, np. poprawnie reagowała po podaniu acetaminofenu, leku sprzedawanego pod nazwą Tylenol.

Sukces Organovo nie oznacza jednak, że w najbliższym czasie pojawią się drukowane narządy, które lekarze będą mogli stosować do przeszczepów. Tak złożone organy jak wątroba potrzebują sieci drobnych naczyń krwionośnych, aby zachować dobrą kondycję, a tworzenie wspomnianych naczyń to ciągle ogromne wyzwanie da drukarek 3D. Organovo zapowiedziało jednak, że w tym roku nadal będzie kontynuować pracę i powinniśmy się spodziewać bardziej dopracowanego produktu o nazwie 3D Human Liver (ang. ludzka wątroba 3D). Najnowsza wątroba przyśpieszy również badania nad nowymi lekami i zredukuje testy na zwierzętach. Dodajmy, że wątroba przeznaczona do celów badawczych pozwoli również na duże oszczędności nie tylko czasu, ale i pieniędzy. Obecnie opracowanie nowego leku kosztuje bowiem średnio 1,2 mld dolarów i trwa 12 lat.

Zobacz również:

  • Pierwsza osoba na świecie otrzymała oko wydrukowane w 3D

Aby nieco przyśpieszyć prace nad biodrukowanymi organami, fundacja Methuselah zaoferowała milion dolarów nagrody dla pierwszej organizacji, której uda się wydrukować w pełni funkcjonalną wątrobę. Najbliżej sukcesu jest właśnie Organovo.

Pod koniec ubiegłego roku ok. 120 tys. osób w Stanach Zjednoczonych znajdowało się na liście oczekujących na narządy do przeszczepu. Co więcej, nawet gdy pacjent doczeka się operacji, istnieje ryzyko, że przeszczep zostanie odrzucony. Tymczasem organy biodrukowane nie powinny być odrzucane, bo do regeneracji żywego narządu wykorzystywano by komórki macierzyste danego pacjenta.

Pozostaje jeszcze problem finansowania. Na badania na cały segment regeneracji narządów USA przeznacza obecnie mniej niż 500 mln dolarów w roku, w porównaniu do 5 mld, które idą na badania nad rakiem, oraz 2,8 mld kierowanych na badania nad HIV i AIDS. „Medycyna regeneracyjna jest przyszłością opieki zdrowotnej, ale póki na razie ta dziedzina jest bardzo zaniedbywana” – mówi David Gobel, szef fundacji Methuselah.

Kwestie finansowe

Biodrukowanie wydaje się rewolucyjne, bardzo obiecujące, ale jest też – przynajmniej na razie – nierentowne. Na przykład przychody Organovo w latach 2010 – 2012 podwoiły się do 1,2 mln dolarów, ale straty w tym okresie są o wiele wyższe i wynoszą 9,3 mln dolarów. Mikael Renard, wiceprezes ds. operacji handlowych w Organovo, twierdzi, że więcej środków umożliwiłoby przyśpieszenie prac i niewykluczone, że drukowane organy 3D przeznaczone do przeszczepów byłyby gotowe szybciej.

Firma TeVido, również specjalizująca się w biodrukowaniu, ma podobne problemy. Otrzymała środki od National Science Foundation i testuje tkanki piersi na myszach, ale będzie potrzebować jeszcze 7 lat, zanim przejdzie do prób na ludziach. Aby technologia, nad którą pracuje TeVido, mogła trafić na rynek, firma potrzebuje dodatkowych 40 mln dolarów. Jej zarząd chce uzyskać te środki w podobny sposób, jak robią to inne startupy: zdobyć 15 mln dolarów w formie dotacji, a resztę pozyskać ze źródeł prywatnych, od potencjalnych partnerów i inwestorów. Inwestorzy z kolei podchodzą bardzo ostrożnie do biodrukowania, ponieważ to ciągle bardzo młoda technologia. Bijan Salehizadeh, współzałożyciel NaviMed Capital, twierdzi, że uzyskanie kapitału od innych inwestorów jest dla takich firm jak TeVido dużym wyzwaniem. Trzeba bowiem przekonać ich do technologii, których rozwój może trwać nawet 10 lat lub dłużej. Salehizadeh jeszcze nie zainwestował w firmę zajmującą się biodrukowaniem, choć przeznaczył już pieniądze na inne spółki z sektora opieki zdrowotnej, w tym na biofarmaceutyki.

W hierarchii inwestorów opieka zdrowotna jest wysoko, bo obiecuje doskonałe długoterminowe stopy zwrotu, jeśli ma się oczywiście wystarczająco dużo cierpliwości. Samo biodrukowanie jest jednak nisko na liście, ponieważ wymaga nie tylko cierpliwości do inwestycji długoterminowych, ale też zatwierdzeń od Agencji Żywności i Leków, która do tej technologii podchodzi jeszcze z dużą rezerwą. Dużo jednak może się zmienić, jeśli technologie biodrukowania zapewnią w końcu to, co obiecują: masowe wytwarzanie organów, dzięki którym będzie można ratować ludzkie życie. Do tego czasu ta ambitna branża będzie jednak przez większość uważana za pochłaniającą mnóstwo pieniędzy.

To zmieni nasze życie

Druk 3D przyszłością biomedycyny

Siedziba Organovo w San Diego. Firma chce w tym roku stworzyć nowy produkt - Ludzką Wątrobę 3D.

Umierający pacjenci mogą pewnego dnia otrzymać organ wydrukowany w drukarce 3D, który powstanie z ich własnych komórek. Nie będzie też długich list oczekujących na przeszczep. Właśnie taka przyszłość nas czeka i ma nadejść nie za dziesięciolecia, ale – zdaniem wielu naukowców – już w ciągu dekady.

Druk 3D to branża, która przez ostatnie 20 lat wyrosła z zupełnej niszy do przemysłu wycenianego na 2,7 mld dolarów, wytwarzającego różne rodzaju przedmioty: zabawki, zegarki, części do samolotów, a nawet żywność. Obecnie naukowcy pracują nad tym, aby technologię druku 3D wdrożyć w medycynie. Trzeba jednak wiedzieć, że zupełnie inaczej i o wiele łatwiej drukuje się coś z plastiku, metalu czy czekolady niż z żywych komórek.

Obecnie trzy czynniki przyczyniają się do rozwoju techonologii biodrukowania: bardziej zaawansowane drukarki, postęp w medycynie regeneracyjnej, a także wyrafinowane oprogramowanie CAD. Dziś, aby wydrukować tkankę wątroby w Organovo, pracownik firmy musi jedynie kliknąć myszą przycisk uruchamiający program. Skoro są już takie możliwości, nie powinno dziwić, że za 10 lat gotowe narządy będą wyskakiwać z drukarek. Potencjał technologii biodrukowania jest po prostu niezwykły.

Naukowcy zwracają również uwagę, że w przyszłości za sprawą biodrukowania będzie można także udoskonalać ludzkie zdolności. Tutaj za przykład niech służy wspomniane ucho ze specjalną anteną, które może odbierać częstotliwości radiowe będące poza zasięgiem normalnego ludzkiego słuchu. W podobny sposób bioinżynierowie mogą pewnego dnia instalować odpowiednie czujniki w innych tkankach. Jest jeszcze inna wizja, bardziej szalona, rodem z filmu „Frankenstein”. Zakłada ona, że za sprawą drukarek 3D możliwe stanie się stworzenie człowieka z niczego – zostanie on po prostu wydrukowany. Tego jednak, miejmy nadzieję, nie doczekamy.