Джин Стоун - В мире с животными. Новое понимание животных - как мы можем изменить нашу повседневную жизнь, чтобы помочь им

Трехмерные ткани могут быть выращены из человеческих клеток, изъятых во время операции или даже взятых из трупа. Появились компании, поставляющие на медицинский рынок кожные, глазные, дыхательные, кишечные, ротовые, вагинальные ткани здоровых и умерших доноров. Это, например, компания Epithelix Sàrl или корпорация MatTek, которая финансируется Международным научным консорциумом PETA (People for the Ethical Treatment of Animals — «Люди за этичное обращение с животными»). Трехмерные ткани можно использовать для научных исследований, разработки препаратов или тестирования продуктов по требованию государственных учреждений. Например, такие кожные и глазные образцы соответствуют международным нормам тестирования, которое ранее проводилось на кроликах. Эти ткани также применимы для исследования реакций на препараты, изучения метаболизма, процессов воспаления и фиброза.

Ученые создали модели органов на чипе, которые точнее имитируют внутренние органы человека и позволяют изучать вероятные реакции в естественной среде. Эти гибкие пластиковые устройства размером со спичечный коробок содержат микроканалы, заполненные циркулирующей жидкостью, похожей на кровь, и выложены живыми клетками, которые имитируют поведение настоящих тканей и работу органов. Таким образом, орган на чипе может имитировать химические и физиологические реакции, которые ученые наблюдают у человеческого организма в ответ на возбудитель инфекции или ген, на пищу или лекарства. Органы на чипе позволяют ученым воссоздавать ситуацию болезни. Уже созданы органы на чипе для почек, костей, глаз, мозга и многих других внутренних органов.

Этот очень смелый проект сейчас находится на стадии разработки. Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, Национальные институты здравоохранения и Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США совместно работают над созданием искусственного человека на чипе. Это уже не киборг, а скорее «живой» аппарат. Идея состоит в том, чтобы интегрировать десять различных трехмерных органоидов, напечатанных на 3D-принтере, с цифровым оборудованием для создания замкнутой системы, которая будет функционировать как человеческое тело, имитируя кровообращение, дыхание, пищеварение и так далее. (На сегодня ученые смогли связать для одновременного функционирования лишь несколько миниатюрных органов.) Человек на чипе сможет стать революционным прорывом в изучении болезней, тестировании токсичности и других медицинских исследованиях.

Компьютерное моделирование. Современные многопользовательские видеоигры могут воссоздавать онлайн-миры. Так и компьютерное моделирование позволяет ученым экспериментировать с цифровыми визуализациями и другими образными представлениями биологии человека. Исследователи смогут задаваться вопросом «что, если» и испытывать все варианты в самых разных условиях, даже не выходя из своих кабинетов. С помощью компьютерных симуляций можно моделировать воздействие лекарств на раковые клетки, изучать работу сердца и анализировать воздействие на тело человека таких заболеваний, как гепатит С.

Биоинформатика. Эта область науки интегрирует достижения математики, компьютерной и технической наук для сбора и изучения биологических данных. Из огромного количества записей о химических соединениях, лекарственных препаратах и пациентах ученые могут создавать большие базы данных или использовать уже существующие, а затем сохранять эти данные в централизованных компьютерах. С помощью мощных программ они могут извлекать и обрабатывать информацию, которая помогает им выявлять закономерности, связанные с лекарственным риском, побочными эффектами и откликом на лечение.

Неинвазивная медицинская визуализация {31} . Современные медицинские кабинеты оборудованы сканерами, с помощью которых врачи могут проводить самые разные исследования, такие как УЗИ, МРТ, КТ и другие, то есть безопасно и быстро обозревать внутренности людей — больных и здоровых, — оценивать, как функционируют их органы, и осуществлять во время процедуры бесперебойную запись информации. Используя ультразвуковые волны, ядерный магнитный резонанс, контрастные вещества, гамма-лучи и другие средства, ученые изучают работу мозга, действие лекарств, болезненные процессы и многое другое.