Юсеф Хесуани, бизнесмен и ученый-биолог, изучающий стволовые клетки человека и животных. В 2013 году вместе с партнерами основал лабораторию 3D Bioprinting Solutions, которая разрабатывает принтеры трехмерной печати. С помощью этих устройств на основе клеточного материала воспроизводятся органы и ткани, а также пищевые продукты.
Клетки в законе, или Как печатают органы и ткани
— В 2016 году в интервью «РБК Стиль» вы сказали, что трансплантация органов и тканей, напечатанных на принтере, «даст человеку время» и может привести к изменениям в обществе. По прошествии шести лет можете ли вы описать мир, где уже используется 3D-биопринтер?
— Продолжительность жизни растет: в развитых странах она достигла более 80 лет, хотя в начале прошлого века составляла порядка 50. На это в первую очередь повлияли открытия в области медицины: антибиотики, новые приемы в акушерстве и гинекологии. Мы надеемся, что биопринтинг и регенеративная медицина в целом станут еще одной технологией, которая увеличивает продолжительность жизни и ее качество.
Так, в ОАЭ два года назад человеку с долго не заживавшей язвой пересадили тканеинженерную конструкцию кожи, напечатанную из его собственных клеток. Увеличила ли продолжительность его жизни эта операция, вопрос дискуссионный, но она точно улучшила качество его жизни.
Если говорить об изменениях в обществе, то сегодня, например, в Америке каждые 17 минут умирает человек, не дождавшись органа для трансплантации. В Китае больше полутора миллионов человек стоят в листе ожидания на получение органов. Миллионы людей, которым необходимы доноры, по сути, ждут смерти других, причем желательно, чтобы те были помоложе и умерли побыстрее.
Об этом не принято говорить, но есть черный рынок трансплантации органов. На нем одни люди платят деньги за собственное время, а другие зарабатывают, передавая свои органы.
Мы надеемся, что с развитием регенеративной медицины клеточных технологий общество уйдет от таких вещей.
— Возможно ли воспроизводить на принтере жидкие ткани — например, кровь?
— Может ли принтер печатать жидкость? Да, безусловно. Например, струйные принтеры работают с жидкими субстанциями, но не чтобы получать сложные трехмерные объекты. Для жидких субстанций подходит скорее использование системы биореактора. Биопринтеры сегодня больше направлены на печать мягких тканей.
— Насколько велика вероятность появления мутаций в напечатанных органах?
— Мутация происходит в самих клетках, поэтому вероятность зависит от каждого конкретного случая. Например, когда мы берем нормальные клетки кожи у пациента и печатаем ими, риск мутации низкий. Если взять клетки печени у пациента, страдающего, например, опухолевыми заболеваниями, безусловно, риск мутации в клетках, используемых для печати, повышается.
— Возможно ли с помощью биопринтинга восстановить потерянную конечность?
— Мнения ученых разделяются, но мне представляется, что печать целых конечностей пока невозможна. Это разные виды тканей и взаимодействия между ними. Мы на научных конференциях иногда слышим, что в будущем такое возможно, но я лично даю сдержанные прогнозы.
— Раньше вы говорили, что одна из проблем при внедрении биопринтинга в массы — сертификация. В чем именно состоит сложность?
— В биопринтинге нужно пройти сертификацию не только самого прибора. Его можно сертифицировать как медицинское изделие по четким стандартам. Гель тоже необходимо зарегистрировать, провести доклинические и клинические испытания в качестве материала, который внедряется в тело пациента.
В России главная сложность — регистрация биомедицинского клеточного продукта, то есть манипуляций с клетками. На мой взгляд, у нас слишком жесткое законодательство с точки зрения применения клеточных технологий. В других странах (Южная Корея, Австралия, Израиль, Япония) клеточные технологии активно развиваются в том числе благодаря законодательству, лояльному к таким методам.
Игра с кальмаром, или Как печатают продукты
— В одном из московских ресторанов вы готовили кальмара на основе фасоли и морских водорослей, повторив вкус настоящего кальмара. Ресторан все еще использует эту технологию?
— Я хочу сделать сноску, чтобы не было путаницы в терминологии. Есть фуд-биопринтинг, когда мы используем живые клетки в процессе печати. Есть фуд-принтинг, когда живые клетки не используются. Кальмар — это классический фуд-принтинг: мы печатали его из фасолевой пасты с добавлением водорослей и соленой воды, чтобы повторить вкус морепродукта.
Блюдо вошло в топ-3 наиболее заказываемых в ресторане. Оно есть в разных вариациях — например, когда напечатанный кальмар подается с кальмаром морским, чтобы попробовать их в одной тарелке.
— Становятся ли методы фуд-принтинга дешевле?
— Да, безусловно. Даже в России технология фуд-принтинга переходит из ресторанов в ретейл и становится массовой. А, как известно, чем больше масштабируется технология, тем доступнее она становится. Если первые фуд-принтеры стоили примерно 5–10 тыс. евро, то современные могут сравниться по цене с кофемашинами и становятся доступными не только ресторанам, но и для использования дома.
Цена зависит от пасты и вкусов, но принтинг на нее не влияет. Сейчас фуд-принтеры стоят порядка 100–120 тыс. руб. Мы надеемся в ближайшее время увидеть снижение еще на 30–50%.
— Одно из направлений фуд-принтинга — печать мясных продуктов, которая сократит объемы животноводства. А есть ли смысл печатать растительные продукты? Насколько это дешевле, экологичнее, чем выращивать их?
— В любом случае мы используем уже выращенные культуры и с помощью принтинга придаем им форм-фактор. Это используется в двух направлениях.
- Первое направление — создание определенных органолептических свойств: вкуса, запаха, вида. Тогда мы из растительных компонентов печатаем подобие мышечных волокон и воссоздаем свойства мясных продуктов.
- Второе направление — это скорее детская история. Например, ребенок не любит брокколи или морскую капусту, но родители хотят, чтобы он ел овощи. Печатая из них геометрические фигуры, каких-то персонажей, мы создаем процесс геймификации: вовлекаем детей в игровой процесс приготовления и употребления этих продуктов.
— Отличаются ли продукты, созданные на принтере, от привычных нам по содержанию витаминов и микроэлементов?
— Кальмар из фасолевой пасты по микроэлементам как фасоль, а не как морепродукт. Фуд-принтинг позволяет дозировать микроэлементы в нужном количестве: добавлять их в фасоль столько, чтобы она по составу была как кальмар.
Можно делать суперфуды, содержащие дневную норму цинка, кальция, магния. Сейчас есть неинвазивные методы диагностики: вы светите на ногтевую пластину специальным прибором, и он выдает референсы микроэлементов, т.е. не показывает конкретное количество элемента, но сообщает, насколько его содержание больше или меньше нормы. Исходя из этого, вы в режиме реального времени добавляете микроэлементы в пасту и печатаете себе суперфуды.
— Можно ли регулировать калорийность?
— Это зависит не от процесса печати, а от материала. Я знаю разработки, когда в мясо добавляют жировые клетки для передачи вкусовых качеств и калорийности.
Есть попытки добавлять вещества, связывающие жир, чтобы мясо было сочным и жирным на вкус, но при этом жир не всасывался. Это снижает калорийность блюда. Разработки ведутся, но при приготовлении продуктов для себя можно контролировать все: от микроэлементов до калорий и вкуса.
— Возможно ли создавать принципиально новые вкусы, сочетания, текстуры продуктов?
— Один из забавных концептов, который нам попадался, — коровья икра. Представьте, что вы берете клетки коровы и добавляете их в альгинатные шарики. Получается икра, но со вкусом не рыбы, а мяса.
Есть гибридная технология — печать растительных волокон с нанесением на них клеток. Это позволяет, как шутят ученые, печатать мясо с гарниром. Мы печатаем волокна из растительной основы: соевого, фасолевого, подсолнечного белка. Добавляем туда другие клетки, и вкус основы остается. Получается ароматный продукт.
Деликатес из Красной книги
— Насколько безопасна еда, напечатанная на 3D-принтере?
— В фуд-принтинге качество продукта зависит от пасты. Сам принтинг на это не влияет, но есть разные способы получения клеточных продуктов.
- Первый подход — добавление растительных ростовых факторов, помогающих клеткам активнее делиться за счет усиленного питания.
- Второй подход — генетическая манипуляция с клетками для быстрого деления. Эти продукты будут на 100% отнесены к ГМО, и ряд рынков, например европейский, для них недоступен. Генетическая манипуляция в итоге станет дешевле, чем добавление факторов роста. Но такой подход должен доказать свою безопасность, что клетки не несут генетических поломок.
В целом эти работы контролируются соответствующими ведомствами. Технология, которая не докажет свою биобезопасность, в принципе не будет допущена на рынок.
— Начали ли обычные люди доверять таким продуктам?
— Мы знаем, что классические методы тоже имеют ряд рисков генетических манипуляций: добавление антибиотиков, гормонов роста. Когда люди взвешивают разные подходы, то понимают, что у клеточного метода есть четко регулируемые лабораторные правила.
Многие задаются вопросами экологии, карбонового следа, его влияния на планету. Клеточные технологии позволяют снизить этот след.
Я видел интересные исследования: когда люди понимают, что так можно не наносить вред животным, они готовы пробовать даже клетки из собак, кошек, потому что животных для этого мучить не будут. Или они готовы попробовать редкие сорта рыбы или мяса животных из Красной книги, которые не хочется есть из этических соображений. Здесь скорее идет расширение линейки возможных продуктов.
— Одно из направлений фуд-принтинга — создание еды для космонавтов. Насколько сейчас оно продвинулось?
— Космонавты пользуются биопринтером для печати еды, но не для себя, а чтобы отправлять эти образцы на Землю, мы их здесь анализируем.
Мы бы хотели сделать фуд-принтер именно для космонавтов. Они проводят много времени в замкнутом пространстве, и им важно разнообразие в еде: вкусы, формы, способы приготовления, восполнение микроэлементов.
Фуд-принтер в космосе — непростая вещь. Почти любой метод подразумевает послойную печать: каждый следующий слой давит на Земле на предыдущий под действием силы тяжести. В космосе ее нет, поэтому материалы должны быстро выдавливаться и застывать. Вы печатаете слой, он поднимается из-за микрогравитации, и нужно быстро его закрыть. Материал должен полимеризоваться, то есть стать плотным. Мы уже ведем работу в этом направлении.