Bəşəriyyətin post-sənaye inkişaf templəri, yəni elm və texnologiya o qədər böyükdür ki, onları 100 il əvvəl təsəvvür etmək mümkün deyildi. Əvvəllər yalnız məşhur elmi fantastikada oxunanlar indi real dünyada peyda oldu.
21-ci əsrdə tibbin inkişaf səviyyəsi həmişəkindən yüksəkdir. Əvvəllər ölümcül hesab edilən xəstəliklər bu gün uğurla müalicə olunur. Lakin onkologiya, QİÇS və bir çox başqa xəstəliklərin problemləri hələ də öz həllini tapmayıb. Xoşbəxtlikdən, yaxın gələcəkdə bu problemlərin həlli tapılacaq, onlardan biri də insan orqanlarının yetişdirilməsi olacaq.
Biomühəndisliyin əsasları
Biologiyanın informasiya əsaslarından istifadə edərək, öz problemlərini həll etmək üçün analitik və sintetik üsullardan istifadə edən elm çox yaxınlarda yaranmışdır. Fəaliyyətləri üçün texniki elmlərdən, əsasən riyaziyyat və fizikadan istifadə edən adi mühəndislikdən fərqli olaraq, biomühəndislik daha da irəli gedir və molekulyar biologiya şəklində innovativ metodlardan istifadə edir.
Yeni yaranan elmi-texniki sahənin əsas vəzifələrindən biri də orqanı zədələndiyi və ya xarab olduğu üçün xarab olan xəstənin orqanizminə sonrakı transplantasiya məqsədilə süni orqanların laboratoriya şəraitində yetişdirilməsidir. Üçölçülü hüceyrə strukturlarına əsaslanaraq elm adamları müxtəlif xəstəliklərin və virusların insan orqanlarının fəaliyyətinə təsirinin öyrənilməsində irəliləyişə nail olublar.
Təəssüf ki, indiyə qədər bunlar tam hüquqlu orqanlar deyil, yalnız orqanellərdir - rudimentlər, yalnız eksperimental nümunələr kimi istifadə edilə bilən hüceyrə və toxumaların tamamlanmamış kolleksiyasıdır. Onların performansı və yaşamaq qabiliyyəti eksperimental heyvanlarda, əsasən müxtəlif gəmiricilər üzərində sınaqdan keçirilir.
Tarixi istinad. Transplantologiya
Biomühəndisliyin bir elm kimi böyüməsindən əvvəl biologiyanın və digər elmlərin uzun inkişaf dövrü baş verdi, məqsədi insan orqanizmini öyrənmək idi. Hələ 20-ci əsrin əvvəllərində transplantasiya onun inkişafına təkan verdi, onun vəzifəsi donor orqanın başqa bir şəxsə köçürülməsi imkanlarını öyrənmək idi. Donor orqanlarını bir müddət saxlamağa qadir olan texnikaların yaradılması, eləcə də təcrübənin və transplantasiya üçün müfəssəl planların olması dünyanın hər yerindən cərrahlara 60-cı illərin sonlarında ürək, ağciyər, böyrək kimi orqanları uğurla köçürməyə imkan verdi.
Hazırda transplantasiya prinsipi xəstənin ölüm təhlükəsi olduğu halda ən təsirli olur. Əsas problem donor orqanların kəskin çatışmazlığıdır. Xəstələr bilərillərlə öz növbəsini gözləmədən gözləmək. Bundan əlavə, transplantasiya edilmiş donor orqanın xəstənin immun sistemi tərəfindən yad cisim kimi qəbul ediləcəyi üçün onun orqanizmində kök salmamaq riski yüksəkdir. Bu fenomenə qarşı immunosupressantlar icad edilmişdir, lakin onlar müalicə etməkdənsə, şikəst edir - insan immuniteti fəlakətli şəkildə zəifləyir.
Süni yaradılışın transplantasiyadan üstünlüyü
Orqanların böyüdülməsi üsulu ilə onların donordan transplantasiyası arasındakı əsas rəqabətli fərqlərdən biri odur ki, laboratoriyada gələcək resipiyentin toxumaları və hüceyrələri əsasında orqanlar istehsal oluna bilər. Əsasən, müəyyən toxumaların hüceyrələrinə diferensiallaşmaq qabiliyyətinə malik olan kök hüceyrələrdən istifadə olunur. Alim bu prosesi kənardan idarə edə bilir ki, bu da gələcəkdə orqanın insan immun sistemi tərəfindən rədd edilməsi riskini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Üstəlik, süni orqan yetişdirmə üsulu onlardan qeyri-məhdud sayda istehsal edə və bununla da milyonlarla insanın həyati ehtiyaclarını ödəyə bilər. Kütləvi istehsal prinsipi orqanların qiymətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq, milyonlarla insanın həyatını xilas edəcək və insanların sağ qalmasını əhəmiyyətli dərəcədə artıracaq və bioloji ölüm tarixini geri itələyəcək.
Biomühəndislikdə nailiyyətlər
Bu gün elm adamları prosesi izləmək üçün gələcək orqanların - müxtəlif xəstəliklərin, virusların və infeksiyaların sınaqdan keçirildiyi orqanoidlərin əsaslarını yetişdirə bilirlər.infeksiyalar və əks tədbirlər inkişaf etdirin. Orqanoidlərin fəaliyyətinin müvəffəqiyyəti onların heyvanların: dovşanların, siçanların bədənlərinə köçürülməsi ilə yoxlanılır.
Onu da qeyd etmək lazımdır ki, biomühəndislik tamhüquqlu toxumaların yaradılmasında və hətta kök hüceyrələrdən orqanların yetişdirilməsində müəyyən uğurlar əldə edib, təəssüf ki, hələ də işləməməsi səbəbindən insana köçürülə bilmir. Bununla belə, hazırda alimlər qığırdaq, qan damarları və digər birləşdirici elementlərin süni şəkildə yaradılmasını öyrəniblər.
Dəri və sümüklər
Bir müddət əvvəl Kolumbiya Universitetinin alimləri strukturca onu kəllənin əsasına bağlayan alt çənənin birləşməsinə bənzər sümük parçası yaratmağa müvəffəq oldular. Fraqment, orqanların yetişdirilməsində olduğu kimi, kök hüceyrələrdən istifadə etməklə əldə edilmişdir. Bir az sonra İsrailin Bonus BioGroup şirkəti gəmirici üzərində uğurla sınaqdan keçirilmiş insan sümüyünün yenidən yaradılmasının yeni üsulunu icad etməyə müvəffəq oldu - süni şəkildə böyüdülmüş sümük onun pəncələrindən birinə köçürüldü. Bu vəziyyətdə yenə də kök hüceyrələrdən istifadə edilib, yalnız onlar xəstənin piy toxumasından alınıb və sonradan geləbənzər sümük çərçivəsinə yerləşdirilib.
2000-ci illərdən bəri həkimlər yanıqları müalicə etmək üçün xüsusi hidrojellərdən və zədələnmiş dərinin təbii bərpası üsullarından istifadə edirlər. Müasir eksperimental üsullar ağır yanıqları bir neçə günə müalicə etməyə imkan verir. Skin Gun adlanan spreylərzədələnmiş səthdə xəstənin kök hüceyrələri ilə xüsusi bir qarışıq. Qan və limfa damarları ilə sabit işləyən dəri yaratmaqda da böyük irəliləyişlər var.
Hüceyrələrdən böyüyən orqanlar
Bu yaxınlarda Miçiqan alimləri əzələ toxumasının laboratoriya hissəsində böyüməyi bacardılar, lakin bu, orijinaldan yarısı qədər zəifdir. Eynilə, Ohayo ştatındakı elm adamları həzm üçün lazım olan bütün fermentləri istehsal edə bilən üç ölçülü mədə toxumaları yaratdılar.
Yapon alimləri demək olar ki, qeyri-mümkün olanı etdilər - tam işləyən insan gözü yetişdirdilər. Transplantasiya ilə bağlı problem gözün optik sinirini beyinə bağlamağın hələ mümkün olmamasıdır. Texasda da ağciyərləri bioreaktorda süni şəkildə böyütmək mümkün idi, lakin qan damarları olmadan, bu onların fəaliyyətinə şübhə yaradır.
İnkişaf perspektivləri
Tarixdə insana süni şəraitdə yaradılmış əksər orqan və toxumaların köçürülə biləcəyi an çox keçməyəcək. Artıq bütün dünya alimləri layihələr, eksperimental nümunələr işləyib hazırlayıblar ki, onların da bəziləri orijinallardan heç də geri qalmır. Dəri, dişlər, sümüklər, bütün daxili orqanlar bir müddət sonra laboratoriyalarda yaradılıb ehtiyacı olan insanlara satıla bilər.
Yeni texnologiyalar həm də biomühəndisliyin inkişafını sürətləndirir. İnsan həyatının bir çox sahəsində geniş yayılan 3D çap, işdə faydalı olacaqartan yeni orqanların bir hissəsi kimi. 3D bioprinterlər 2006-cı ildən eksperimental olaraq istifadə olunur və gələcəkdə onlar hüceyrə kulturalarını biouyğun əsasa köçürməklə bioloji orqanların 3D işlək modellərini yarada biləcəklər.
Ümumi nəticə
Məqsədi toxumaların və orqanların sonrakı transplantasiyası üçün becərilməsi olan bir elm kimi biomühəndislik çox yaxınlarda yaranmışdır. Onun irəlilədiyi sıçrayış tempi gələcəkdə milyonlarla insanın həyatını xilas edəcək mühüm nailiyyətlərlə qeyd olunur.
Kök hüceyrə ilə yetişdirilən sümüklər və daxili orqanlar onsuz da çatışmayan donor orqanlara ehtiyacı aradan qaldıracaq. Onsuz da alimlərin çoxlu inkişafları var, onların nəticələri hələ çox məhsuldar olmasa da, böyük potensiala malikdir.
