Назарбаев Университетіндегі ғылыми топ физика, биология және инженерия тоғысындағы жобамен айналысады. Олар адам сүйегінің тінін жасап тәжірибе жасап жатыр. Ғалымдардың жұмысы қазақстандық дәрігерлерге сүйек ауруы бар адамдарды емдеуге және донор тапшылығы мәселесін шешуге көмектеседі. Доктор Дана Ақылбекова өз зерттеуі туралы сұхбат берді.
Дана Ақылбекова PhD докторын АҚШ-тың Айова штатының университетінде қорғаған. 2019 жылы Цюрих жоғары техникалық мектебінде докторантураны аяқтаған соң, ол Назарбаев Университетінде доцент болуға шақырту алған.
"Бұл жобадағы біздің міндетіміз – 3D биопринтинг технологиясын қолдана отырып, адамның денесінен тыс жерде тірі сүйек тінін, нақты адам сүйегінің аватарын жасау. Жоба тәжірибелерде пайдаланылатын жануарлардың санын азайтуға мүмкіндік береді. Жануарлар әдетте сүйек сынуының молекулярлық механизмін немесе басқа тәжірибелерді зерттеу үшін қолданылады. Осылайша, дәрілік заттардың емдік қасиеттерін ақаулары бар сүйектердің арнайы басылған модельдерінде тексеруге болады. Болашақта бұл аватарлар сүйектерді қалпына келтіру процесіне қатысатын механизмдер туралы түсінікті кеңейтеді", - дейді Назарбаев Университетінің докторы Дана Ақылбекова.
3D биопринтерлеу дегеніміз не?
Бұл кәдімгі 3D принтер, бірақ пластикалық және жоғары температураның орнына гель қолданылады, гель желатин және альгинат сияқты табиғи биополимерлерден жасалған. Бұл гельдің ішінде адамның тірі жасушалары бар. Мұндай жасушаларды денеден тыс жерде ұстап тұру оңай шаруа емес. Алайда Назарбаев университеті ғалымдары мұнымен тоқтап қалмай модельді басып шығарды, модель 6-8 апта ішінде жетіледі. Осы уақыт ішінде гель еріп, тек тірі ұлпаларға орын қалуы керек. Бұл өте қиын процесс.
Айта кетейік, ғалымдардың пікірінше, Назарбаев Университетінің биопринтері Қазақстандағы жалғыз құрылғы.
Ғалымдардың мақсатының бірі – биология мен медицинада қолдану үшін "идеал" материал жасау. Кейбір материалдарды имплантация кезінде, ал басқаларын адам тінін жасау үшін пайдалануға болады. Бұл материалдар 3D биопринтерлік сия ретінде қолданылады.
3D биопринтерлеу не үшін қажет?
Қазірдің өзінде әртүрлі елдегі ғалымдар қантамырларына онша енбейтін мүшелер: шеміршек, торлы қабықшаларды, бауырдың ұсақ бөліктерін, теріні, трахеяны, құлақтарды өсіреді.
"Калифорнияда ғалымдар адамның бауырының кішкене бөліктерін өсіріп, осы бауыр арқылы түрлі дәрілерді тесттен өткізеді. Әртүрлі косметикалық компаниялар жануарларды тестілеуге пайдаланбау үшін терінің, шаштың және бауырдың басылған "маталарын" пайдаланады", - дейді НУ профессоры.
"Мысалы, шеміршек бір жасуша сызығынан тұрады, сондықтан оны өсіру оңай. Егер сіз жүректі өсіру керек деп елестетсеңіз, онда сіз адамның түрлі жасушаларын біріктіруіңіз керек, ал бұл қиын. Сіз тек бірнеше жасушаларды бір түтікке салып, одан адам мүшесі шығады деп үміттене алмайсыз.
Ғалымдар жасушаларға дұрыс ақуызды бөліп, дұрыс тін түзіп, ақыр соңында барлығы, мысалы, жүрекке айналады деп белгі жібереді. Бұл өте қиын, және осы уақытқа дейін бұл процесте жаһандық жетістіктер жоқ. Мен кішкентай альвеолалар (өкпенің тыныс алуға қатысатын кішкентай жасушасы) өсіре алған зерттеулердің бірін көрдім. Оған шамамен 15 жыл уақыт кетеді. Бұл үлкен жетістік", - дейді Ақыбекова.
3D биопринтинг болашағы
Назарбаев Университеті ғалымдарының зерттеуі медицина, физика, биология және химия тоғысында қалыптасқан. Тін инженериясы дегеніміз – бұл ең алдымен жарату, яғни адам ағзасын 3D биопринтинг көмегімен басып шығару.
"Химиктер биоматериалды дұрыс таңдай алады, физиктер жабдықты дұрыс конфигурациялайды, механикалық қасиет дарыта алады. Ал биологтар бұл жасушалардың қалай жұмыс істейтінін, оларды қалай ажырату керегін, тін жасушаларынан жаңа тін жасушаларын қалай өсіріп, оларды сүйек жасушаларына айналдыру туралы түсінік береді. Пәнаралық байланыстың арқасында бұл сала қарқынды дамып келеді. Менің тобымда физиктер, химиктер, биологтар және материалтанушы ғалымдар бар. Аталған мәселеге әрқайсымыздың өз көзқарасымыз бар, бұл тез шешім табуға көмектеседі", - дейді НУ профессоры.
Тіндерді өсіру үшін басқа әдістерді қолдануға болады, бірақ биопринтерлеу архитектураны жасай алатындықтан ең жылдам әрі дәл әдіс саналады. Тін жасау процесі жеңілдетілген: машина гельді бағаналы жасушалармен қабылдайды және кез келген мүшені басып шығарады.
Дана Ақылбекованың айтуынша, қазір теріні жасау үшін биопринтерлеуді қолданатын әлемдік тенденциялар бар. Мұны трансплантация әдісі деп санауға болмайды, бірақ болашақта оны әдіс ретінде қолдануға болады екен.
Қазірдің өзінде биопринтер ғалымдарға эксперименттерде қолданылатын жануарлардың санын азайтуға мүмкіндік береді. Болашақта бұл ғылым саласы донорлардың жетіспеуі, шетелдік органдардан бас тарту, органдардың заңсыз саудасы және басқа көптеген мәселені шешуге көмектеседі.
Назарбаев Университетi инновациялық зерттеу қызметін жүргізуге бағытталған қазіргі заманға сай, күшті ғылыми инфрақұрылымы бар университет болуды мақсат етіп отыр. Университетке ең үздік ұлттық және халықаралық зерттеушілер шақырылады, оларға шығармашылық қызметті жүзеге асыру үшін барлық қажет жағдайлар жасалады.
Елбасы 2009 жылы халықаралық деңгейдегі университет құруға ықпал етті. 2010 жылы Назарбаев Университетінің есігі алғашқы студенттерге ашылды.