Forskeren, der printede en nyre, men glemte det vigtigste
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser og accepterer, at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Forskeren, der printede en nyre, men glemte det vigtigste

Atala
Anthony Atala, professor og direktør for Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, fortæller og viser perspektivet ved at printe organer. Foto: Steve Jurvetson/Wikimedia Commons

Anthony Atala maser med at klemme et par blå operationshandsker ned over sine hænder.

Det burde ellers være en rutineopgave for den amerikanske stjerneprofessor og direktør for Wake Forest Institute for Regenerative Medicine.

Men nu, stående på scenen til en Ted Talk, må han konstatere, at de udleverede handsker simpelthen er for små. De levner ikke ordentligt plads til hans fingre.

Pioneren for dyrkningen af menneskeligt væv, Anthony Atala, skal heldigvis heller ikke operere eller svinge en skalpel med millimeter-præcision. Han har i stedet noget helt specielt og banebrydende, han gerne vil vise publikum.

Læs også: Tre grunde til at bio-print vil redde dit liv

I over 20 år har Anthony Atala dedikeret sin karriere til forsøget på at fabrikere væv og organer. Med den bioteknolog vil vi kunne undgå risikoen for afstødelse af kropsdele ved almindelige transplantationer. For slet ikke at tale om de tilfælde, hvor hundredevis af patienter årligt mister livet på grund af mangel på organer. Særligt manglen på nyrer, lever og hjerte volder problemer.

I 2006 vakte det derfor opsigt, da Anthony Atala glædestrålende berettede om succesen ved at have dyrket et organ - en menneskelig blære - og indsat den ved hjælp af en matrice af bindevæv og den bionedbrydelige polymer polyglykolsyre.

Blæren fungerede perfekt i patienterne. Teknologien åbnede for, at man på sigt vil kunne dyrke mere komplekse organer såsom nyrer og lever.

Alligevel var Anthony Atala langtfra tilfreds.

Blæren var to måneder om at vokse sig færdig i sit vækstmedium. Det burde kunne gøres hurtigere, understregede Anthony Atala for sit forskerhold.

Anthony Atala bevægede sig derfor for alvor væk fra dyrkning af organer - han ville hellere printe organer.

Dit væv i printerpatronen

For tænk, hvis man kunne 3D-printe komplekse strukturer af levende væv produceret af menneskelige celler, ligesom vi printer med plast og metal?

Forinden er patienten blevet CT-scannet, og informationerne er lagt ind i printeren, så den ved præcis, hvad den skal printe. Og hvor en almindelig printer blot gengiver data i et enkelt tyndt lag, printer 3D-printeren lag på lag, så der opstår en fysisk form. Altså bare med menneskelige celler i stedet for dødt materiale. Teknikken kaldes for 3D-bioprint.

Til det seksten minutter lange Ted-foredrag gennemgår Anthony Atala udfordringerne og mulighederne ved 3D-bioprint. Patos er i højsædet, da Anthony Atala viser en video med ung amerikansk dreng Luke Massella.

Han beretter om sine kvaler ved at have en defekt blære. Den forhindrer ham i at dyrke sport og gør, at han må trække sig tilbage fra sit sociale liv.

Det ændredes, da Luke Massella fik transplanteret en ny blære takket være Anthony Atala.

»Jeg blev en normal dreng igen og kunne være sammen med mine venner. Fordi mine egne celler blev brugt til at bygge blæren, så virker den bare,« siger Luke Massella på videoen.

Få sekunder senere entrerer en vaskeægte udgave af Luke Massella scenen til publikums begejstring. Ti år er gået efter transplantationen.

Luke Massella er en struttede sund høj fyr, som i dag studerer på universitet. Han skridter straks hen til Anthony Atala og tager hans hånd.

Læs også: Snart kan printere udskrive hud og brusk

Men det var ingenlunde højdepunktet. Stående med de alt for små operationshandsker på kulminerer foredraget:

»Mens vi har snakket her i dag, har 3D-printeren bag scenen printet en nyrestruktur. Det tager syv timer for printeren at printe en nyre. Lige nu har den været i gang i tre timer,« teaser Antony Atala.

På det stikord indtager en doktor fra forskerholdet scenen. Han bærer på et glas med noget lyserødt i.

Se Anthony Atalas fremragende, men også famøse Ted Talk om 3D-bioprint:

Anthony Atala piller den lyserøde klump op af glasset. Han placerer den på sine små blå plasthandsker.

»Her kan I se nyren, som vi har printet tidligere i dag!« erklærer Anthony Atala og holder det livsvigtige organ frem i sin ene hånd.

Publikum gisper. Jubler. Klapper.

Foredraget ender med at blive refereret i alverdens aviser, og perspektivet foldes ud:

Bioprint af nyrer er blot begyndelsen. Næste gange printer vi lunger, lever og hjerte, bebuder overskrifterne.

Vi kan altså tilsyneladende snart komme organmangel til livs ved hjælp af 3D-print, forledes læserne til at tro.

Udelod vigtig detalje

Ted-foredraget fandt sted i marts 2013. Sidenhen har Anthony Atala og hans forskerhold af læger og bioingeniører cementeret sig som værende blandt verdens absolut førende inden for 3D-bioprint. Men hvorfor er manglen på livsvigtige organer så fortsat et problem her fire år senere?

Hvorfor dør et tocifret antal mennesker stadig dagligt på grund af mangel på en ny nyre? Et tal, som ser ud til blot at stige, i takt med at flere nyrer bukker under på grund af det øgede antal patienter med sukkersyge og forhøjet blodtryk.

Alene i Danmark står omkring 485 personer årligt på venteliste til en ny nyre. Omkring 15 danskere mister livet, mens de står på ventelisten. Hvorfor sker de dødsfald, når vi nu kan printe organer?

De sker, fordi Ted-foredraget forsømte at berøre en række begrænsninger med 3D-bioprint.

Dét, som Anthony Atala undlod at understrege i sit foredrag, var, at nyren simpelthen ikke var funktionsdygtig. Den var uegnet til klinisk brug.

Læs også: Kosmetikfirma 3D-printer menneskelig hud

Udeladelsen skyldtes formentlig ikke ond vilje. Anthony Atala har både før og efter været kendt for om nogen at understrege de nuværende begrænsninger ved 3D-bioprint.

Måske blev han grebet af perspektivet ved sin egen fortælling. Måske blev han blot revet med af stemningen. Men det manglende forbehold har resulteret i adskillige sejlivede skrøner og misforståelser om bioprint.

Forsømmelse hænger ved

Googler du informationer om bioprint, vil du i fagmedier og omnibusmedier den dag i dag finde skrønen gengivet om, at vi allerede nu er i stand til at printe organer med levende væv ladet i patronen i en 3D-printer. Som regel med reference til netop Anhtony Atalas Ted Talk.

Misforståelserne bliver ikke bedre af, at nogle bioprintselskaber – særligt fra Japan og Kina – ikke holder sig tilbage med vidtløftige prognoser for, hvornår de er i stand til at printe funktions- og transplantationsdygtige organer. Om ti år printer vi et hjerte, lyder det eksempelvis fra japanske Cyfuse Biomedical.

Ted-Ed har forsøgt at råde bod på skaden. Foredragsfirmaet har klasket hvide bogstaver hen over skærmen, når Antony Atala fremviser den printede nyre. Dette er blot en tidlig prototype af en nyre. Det tager flere år, før den er klar til klinisk brug, lyder budskabet.

Men hvornår er printet nyre eller andre organer klar til brug, fristes man så til at spørge. Regn nok med om 40-50 år, siger bioprint-forskere fra Sverige og Danmark.

Hurdlen skyldes, at nok kan vi allerede nu printe nyrer, hjerter og lever, der næsten er hundrede procent anatomisk identiske med en patients egne. Disse printede organer har i øjeblikket bare en alt for kort levetid. Oftest går deres funktionalitet i stykker under print-processen - eller lige efter.

Læs også: 3D-printede æggestokke skal hjælpe kræftramte kvinder til at få børn

Den korte levedygtighed hænger sammen med kompleksiteten i det blodkredsløbssystem, som bringer ilt til cellerne og transporterer affaldsstoffer væk. Disse kredsløb af blandt andet vener og arterier består af flere celletyper med forskellige funktioner og et fintmasket kar.

Læg dertil at cellernes mekaniske stabilitet er elendig. Det nytter altså ikke noget at printe en masse celler oven på hinanden. Resultatet vil være, at organet kollapser, og de nederste celler dør, før organet er printet færdigt. Vores viden og brug af 3D-bioprint svarer altså nogenlunde til dengang, mennesket begyndte at bygge huse med mere avancerede materialer end blot sten og pinde.

Vi kan altså sagtens printe organer såsom nyrer, men de er langtfra funktionsdygtige endnu.

»Det er et meget komplekst system af kar, der skal opbygges for at fremstille en fungerende nyre,« siger ph.d.-studerende på DTU Nanotech med speciale i bioprint, Rodrigo Pimentel til Ingeniøren.

Satser på bittesmå kopi-organer

Og Antony Atala, han kæmper stadig videre for at udvikle bioprint, mens hans utrætteligt stiller op til konferencer kloden over. Sideløbende er hans fokus flyttet endnu engang.

I dag koncentrer han sig om bioprint af organoider. De er grundlæggende små strukturer, også defineret som et metastase-organ, skabt af menneskelige celler. Disse organoider minder om og kan klare nogle af de samme funktioner som de større menneskelige organer.

Fordelen ved at bioprinte sådanne organoider er, at fordi de er mindre, er de lette hurtigt at 3D-printe og eksempelvis lægge i en gel med næringsstoffer, som kan forlænge deres overlevelsesrate før den vigtige transplantation.

Disse organoider kan desuden bruges i såkaldte biochips eller organer-på-en-chip.

Print kan erstatte forsøgsdyr

Organer-på-en-chip er grundlæggende et system, der skal efterligne menneskelige organer, så man i stedet for at teste eksempelvis lægemidler, toksiner og andre kemikalier på forsøgsdyr, kan teste dem på de kunstige organer, straks analysere cellernes reaktion under påvirkning og dermed undgå at benytte forsøgsdyr samt opnå mere menneskerelevante resultater.

Opbygningen af disse organer-på-en-chip sker grundlæggende ved, at vores individuelle 3D-printede cellerne indsættes i mikrochipsystemet, hvor de indgår i et mekanisk system af kunstige luftstrømme og blodstrømme, såkaldte kunstige mikrovaskulære netværk, hvor forskerne kan opbygge og kultivere cellerne og tilføre væske, der holder cellerne i live.

En lunge-på-en-chip der efterligner den komplicerede mekaniske og biomekaniske opførsel i en normal menneskelig lunge. Foto: Harvard University

Perspektivet er at personliggøre medicin ved at tage et udpluk af dine celler overføre dem til en organ-på-en-chip for at afprøve, hvordan lægemidlet reagerer på netop din krop og derefter tilpasse dosering eller medicintype. Desuden kan forskerne allerede nu med de 3D-printede organoider i chipsne langt hurtigere udvikle og af prøve ny medicin i hastetilfælde, Derfor afprøver forskerne allerede nu, hvordan vores 3D-printede væv reagerer på forskellige behandlingsformer ved udsættelse for pandemier, angreb med biovåben eller radioaktivitet.

»Der er masse af ting derude, som vi bare ikke aner, hvordan vi kan behandle fordi…ja, vi har jo ikke kunne teste dem på mennesker,« udtalte Anthony Atala i august til amerikanske NBC News.

Visuel forklaring: Sådan foregår 3D-bioprint

Kommentarer (0)