Программа ARPA-H PRINT ускоряет развитие биопечати органов в США
Недавно Джорис Пилс писал о том, что Медицинский центр UT Southwestern (UTSW) получил грант в размере 25 миллионов долларов от Агентства перспективных исследовательских проектов в области здравоохранения (ARPA-H). Этот проект нацелен на создание трёхмерных печатных печёнок из собственных стволовых клеток пациентов. ARPA-H, входящее в структуру Министерства здравоохранения и социальных служб США, было учреждено Конгрессом в начале 2022 года по модели «DARPA для медицинских исследований».
Финансирование UTSW было выделено в рамках программы ARPA-H Personalized Regenerative Immunocompetent Nanotechnology Tissue (PRINT), анонсированной в начале 2024 года. Победители были объявлены 12 января. Помимо проекта UTSW, ARPA-H также поддержала четыре других академических учреждения по всей стране: Университет Карнеги-Меллон, Университет Уэйк-Форест, Институт Висса при Гарварде и Калифорнийский университет в Сан-Диего (UCSD).
Фокус на печень и почки
Примечательно, что все проекты сосредоточены на биопечати печени, за исключением проекта в Институте регенеративной медицины Уэйк-Форест (WFIRM), который посвящён почкам. При этом WFIRM также демонстрирует успехи в биопечати печени, включая эксперимент, начатый в 2024 году, в рамках которого институт отправил ткани печени и оборудование для биопечати на Международную космическую станцию (МКС). За этим первоначальным проектом последовал ещё один эксперимент на МКС, начавшийся в августе прошлого года.
Как отмечалось в материалах о первом эксперименте WFIRM, печень — особенно сложный орган для воспроизведения из-за её большого размера, сложной структуры и разветвлённой сосудистой сети. Это одна из причин, по которой исследовательские организации уделяют ей приоритетное внимание среди всех возможных направлений исследований и разработок в области биопечати. Кроме того, последние технологические достижения в моделировании печени привели к улучшениям в решении именно этих проблем, что говорит о том, что сейчас самое время для удвоения усилий по финансированию.
В первую очередь, приоритет, который ARPA-H отдаёт как биопечатной печени, так и почкам, объясняется острейшим дефицитом этих донорских органов для пациентов. Исследователи рассматривают биопечать органов как особенно перспективный вариант во многом благодаря возможностям персонализированной медицины.
Персонализированный подход и коммерциализация
Например, в UCSD исследовательская группа под руководством профессора Шаочэня Чэня будет сотрудничать с компанией Allele Biotechnology, которая обладает экспертизой в технологиях генерации персонализированных стволовых клеток. Цель — печать полноразмерной, пригодной для трансплантации печени. Проект WFIRM по почкам будет использовать специфичные для пациента стволовые клетки для создания васкуляризированной почечной ткани, улучшающей функцию почек у пациентов с заболеваниями этого органа.
Хотя горизонты планирования в исследованиях биопечати, естественно, довольно длинные, а срок финансирования ARPA-H PRINT составляет пять лет, получатели грантов озабочены коммерциализацией не меньше, чем чистыми НИОКР. Профессор Чэнь ранее основал стартап, ныне известный как CELLINK, входящий в шведскую группу BICO. Явной целью проекта WFIRM также является обеспечение доступности процесса печати почек в дополнение к его технологической осуществимости.
В пресс-релизе о награде ARPA-H PRINT для Уэйк-Форест, посвящённой разработке доступной биопечатной почечной ткани, доктор Джеймс Йо, со-главный исследователь и руководитель операционных программ в WFIRM, заявил: «Наш проект интегрирует множество процессов и технологий, включая производство клеток, биопринтеры и биочернила, а также биореакторы, в сквозной рабочий процесс, который производит клинически качественную, функциональную почечную ткань, состоящую из всех основных типов почечных клеток».
В пресс-релизе о проекте UCSD, направленном на разработку биопечатной печени для конкретного пациента, Габриэль Шникель, профессор хирургии в Медицинской школе UC San Diego и со-исследователь проекта, сказал: «Десятилетиями трансплантологическое сообщество мечтало о будущем, в котором судьба тысяч пациентов каждый год больше не определяется дефицитом донорских органов. Эта работа имеет потенциал кардинально изменить бесчисленное количество жизней, переводя это видение из разряда стремлений в реальность».
Массовая кастомизация и будущее биопечати
Это не тот контекст, где обычно вспоминают о способности 3D-печати обеспечивать «массовую кастомизацию», но это преимущество аддитивного производства (АП), которое медицинский сектор уже успешно использует на протяжении многих лет в различных сценариях, так что в конечном итоге это вполне уместно. То, что исследователи обсуждают коммерциализацию соответствующих технологий, очевидно, обнадёживает, поскольку такая коммерциализация действительно улучшит множество жизней. Но это также волнующе, потому что если они об этом говорят, значит, верят, что реальность не так далека.
Конечно, «не так далека» в медицинском секторе всё ещё подразумевает довольно длительный процесс. Общий консенсус, кажется, заключается в том, что если биопечатные органы когда-нибудь попадут в клинические испытания, это произойдёт не раньше 2035 года. Это достаточно отдалённый срок, который может казаться целью, постоянно отодвигающейся в будущее. С другой стороны, я считаю, что согласованные усилия, подобные тем, которые предпринимает ARPA-H, создающие подлинное сообщество заинтересованных, поддерживающих и знающих исследователей, — это именно тот тип действий, который мотивирует всех участников работать к определённому финишу.
В любом случае, как я отмечал в отношении подобных амбициозных целей, таких как термоядерный синтез, любые данные, полученные в результате НИОКР, делают усилия стоящими, независимо от того, достигнет ли научное сообщество точной конечной цели, которую оно изначально поставило. Особенно когда речь идёт о медицинских исследованиях, вся информация, полученная по пути, — это уже победа.
Если США каким-то образом удастся добиться успеха в возвращении производств, я думаю, что наиболее вероятно это проявится в таких отраслях, как эта, где потенциал страны для масштабирования действительно соответствует поставленной задаче и где история американских прорывов в биотехе обеспечивает ландшафту непропорционально выгодную стартовую позицию. США будет крайне сложно вернуть статус крупной державы в области потребительской электроники, но если биопечатные органы станут коммерчески масштабируемыми, легко представить, что США будут лидером на этом рынке.
