Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 10 клас. Задорожний - Нова програма

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 109. Трансплантація органів

Поміркуйте

Які органи тіла людини найлегше піддаються трансплантації та чому?

Згадайте

Геном

Імунітет

Регуляція

Технологія трансплантації та її проблеми

Трансплантація — це пересадка реципієнту органа або тканини, які були взяті з організму донора. Пересаджувані органи й тканини називають трансплантатами. Трансплантація виконується хірургічними методами.

Сучасна медицина може успішно здійснювати трансплантацію багатьох органів і тканин людини: серця, нирки, кісткового мозку, легень, печінки, волосся, шкіри тощо (мал. 109.1). У випадку, коли в організм людини поміщають не живі органи й тканини, а їхні механічні або електронні аналоги, такі штучні аналоги називають імплантами, а сам процес імплантацією.

Основною проблемою трансплантації є подолання імунного бар’єру. Будь-які чужі органи й тканини імунна система організму розпізнає й починає атакувати, намагаючись знищити чужорідні клітини. Це стає причиною загибелі й відторгнення трансплантатів. Для попередження цього процесу лікарям доводиться пригнічувати в пацієнта роботу імунної системи за допомогою спеціальних препаратів. Але таке пригнічення становить суттєву загрозу для здоров’я, бо організм людини стає уразливим для різноманітних патогенних організмів.

Мал. 109.1. Органи людини, які часто стають об'єктом трансплантації

Види трансплантації

Залежно від походження трансплантата виділяють кілька видів трансплантації.

Вид трансплантації

Особливості виду трансплантації

Аутотрансплантація

Реціпієнт є донором для самого себе. Цей метод широко використовують у випадках пересадки шкіри (особливо у випадку опіків, коли шкіру з непошкоджених ділянок пересаджують на пошкоджені) та кісткового мозку

Ізотрансплантація

Донором стає людина, повністю ідентична за геномом до реціпієнта. Це можливо в тому випадку, коли донор і реціпієнт є монозиготними близнюками. Така трансплантація може застосовуватися для пересадки будь-яких органів

Аллотрансплантація

У ролі донора виступає людина з генотипом, відмінним від генотипу реципієнта. Цей варіант застосовується найчастіше, бо його найлегше реалізувати практично. Для подолання проблем з імунною системою підбирають трансплантати, найбільш схожі за набором антигенів на органи донора

Ксенотрансплантація

Донором є не людина, а тварина іншого виду. Крім проблем із відторгненням трансплантата, ця технологія вимагає урахування моральних та соціальних аспектів, бо використання таких трансплантатів може суперечити моральним чи релігійним переконанням донора

Клітинна інженерія та клонування

Ця технологія передбачає вилучення потрібних клітин з організму самого пацієнта і вирощування з них потрібних органів та тканин методами клітинної інженерії

Принципи біологічної етики

Трансплантація тканин і органів робить актуальною проблему біоетики — моральних аспектів застосування цих технологій. Основні принципи біоетики, яких бажано дотримуватися для недопущення етичних проблем, запропонували американські вчені Т. Л. Бічамп і Дж. Ф. Чілдрес (1985 р.).

Принципи біоетики:

принцип автономії (індивід має право розпоряджатися своїм здоров’ям);

принцип «не зашкодь» (вимагає мінімалізації шкоди за медичного втручання);

принцип блага (лікар зобов’язаний здійснювати дії, спрямовані на покращення стану пацієнта);

принцип справедливості (вимагає рівного ставлення до всіх пацієнтів і рівного доступу до ресурсів для медичної допомоги).

Використання 3D-друку у відтворенні тканин та органів

На початку 2000-х років було розпочато створення технології 3D-біопринтингу. Ця технологія передбачає створення об’ємних моделей органів та тканин живих організмів на клітинній основі з використанням методів 3D-друку.

Перший вдалий експеримент з 3D-друком було проведено 2006 року, коли для кількох пацієнтів надрукували сечові міхури з клітин, утворених стовбуровими клітинами самих пацієнтів. Зараз технологія 3D-друку людських органів проходить стадію клінічних випробувань та експериментальних досліджень. Поки що вона не впроваджена у широку медичну практику. Успішні дослідження з 3D-друку та наступної трансплантації надрукованого органа було проведено для сечового міхура, хрящів носа та вух, шкіри, кісток тощо (мал. 109.2).

У наш час термін «біопринтинг» використовують для позначення кількох різних технологій біодруку. Залежно від обраної технології друк тканин і органів на біопринтері може здійснюватися з використанням фоточутливого гідрогелю, спеціальної рідини або порошкового наповнювача. Наявність кількох різних технологій пов’язана з тим, що організм людини містить різні типи тканин, кожна з яких потребує особливих умов 3D-друку.

Перший комерційний біопринтер було створено 2014 року. Він не призначений для створення органів для трансплантації. Але тканини й органи, які можна виготовити з допомогою цього приладу, використовують фармацевтичні компанії. Вони випробовують на таких надрукованих органах свої нові препарати. Це суттєво прискорює аналіз препаратів на безпечність та здешевлює їхнє виробництво і впровадження.

Мал. 109.2. Відновлення хрящів людського вуха є однією з найбільш гарно відпрацьованих методик 3D-друку людських органів

Ключова ідея

Трансплантація — це пересадка реципієнту органа або тканини з організму донора. Існує кілька видів трансплантації. Важливим аспектом технології трансплантації є моральний, пов'язаний з можливим виникненням етичних проблем. Тому використання цієї технології потребує дотримання принципів біоетики.

Запитання та завдання

1. На конкретному прикладі поясніть, чому під час трансплантації органів навіть від найближчих родичів можливо виникнення проблем з їхнім приживленням. 2. Чому треба розробляти й розвивати технології 3D-друку людських органів? 3. У яких випадках раціонально використовувати ксенотрансплантацію, враховуючи дуже сильну реакцію імунної системи на антигени інших організмів? Для підготовки відповіді використовуйте додаткові джерела інформації.