Используя сайт, вы предоставляете согласие на обработку ваших персональных данных с помощью сервисов веб-аналитики.
В медицину приходят технологии, которые раньше казались фантастикой — от ИИ и нейроимплантов до органов, выращенных в лаборатории. В статье расскажем о последних достижениях биомедицины и трендах в России и за рубежом.
Будущее биомедицины: от искусственных органов до нейроимплантов
Одна из острых проблем современной медицины — нехватка донорских органов. Чтобы её решить, учёные в США и Китае делают ставку на ксенотрансплантацию — пересадку органов от животных, прежде всего свиней. Чтобы предотвратить отторжение органов, геном животных редактируют с помощью технологии CRISPR (Рис. 1).
Так, в 2022 году американцу Дэвиду Беннету, которому не удалось найти человеческого донора, впервые пересадили сердце от генно-модифицированной свиньи. Он прожил после операции 60 дней — долгий срок для пациентов с органами животного происхождения. А в 2023 году свиная почка проработала почти 2 месяца у пациента с диагностированной смертью мозга — это дало врачам важные данные о безопасности метода.
Параллельно развивается направление выращивания мини-органов — органоидов. Их получают из стволовых клеток и используют для тестирования лекарств и моделирования болезней. Пока мини-органы слишком малы и лишены развитой сосудистой сети, чтобы быть пригодными для пересадки. Однако в 2025 году учёным удалось вырастить миниатюрные сердца, лёгкие и печень с зачатками кровеносных сосудов — ещё один шаг к созданию полноценных искусственных органов.
Так, в 2022 году американцу Дэвиду Беннету, которому не удалось найти человеческого донора, впервые пересадили сердце от генно-модифицированной свиньи. Он прожил после операции 60 дней — долгий срок для пациентов с органами животного происхождения. А в 2023 году свиная почка проработала почти 2 месяца у пациента с диагностированной смертью мозга — это дало врачам важные данные о безопасности метода.
Параллельно развивается направление выращивания мини-органов — органоидов. Их получают из стволовых клеток и используют для тестирования лекарств и моделирования болезней. Пока мини-органы слишком малы и лишены развитой сосудистой сети, чтобы быть пригодными для пересадки. Однако в 2025 году учёным удалось вырастить миниатюрные сердца, лёгкие и печень с зачатками кровеносных сосудов — ещё один шаг к созданию полноценных искусственных органов.
Органы от гуманизированных животных
Рис. 1. Поросенок с десятью отредактированными генами и этап удаления ДНК из яйцеклетки свиньи для клонирования как часть процесса получения генетически модифицированного животного. Источник изображения: [1]
Кроме этого, ткани и органы создают с помощью 3D-биопечати. Эта технология работает как обычный принтер, только вместо чернил применяют живые клетки, а вместо бумаги — биосовместимые материалы. Послойно нанося биочернила, учёные создают трёхмерные структуры, напоминающие настоящие ткани. Уже удалось напечатать кожу с сетью сосудов, роговицу глаза и даже миниатюрное сердце с камерами и сосудами (Рис. 2).
Ещё один перспективный метод — органы-на-чипе. Эти миниатюрные устройства состоят из микроканалов, по которым движется жидкость, а стенки каналов выстланы живыми клетками, выращенными прямо внутри чипа. Они имитируют работу настоящих органов — например, лёгких, печени или кишечника — и воспроизводят важные процессы: дыхание, обмен веществ, реакцию на лекарства и токсины.
В перспективе искусственные органы не только помогут решить проблему дефицита доноров, но и сократить количество экспериментов на животных при тестировании препаратов и косметики. В России биопечать развивается в компании 3D Bioprinting Solutions, Сеченовском университете и других центрах. Однако по масштабам исследований и клинического применения страна пока отстаёт от мировых лидеров.
Кроме пересадки органов, спросом пользуется и восстановление волос. Так, в 2023 г. мировой рынок роботизированной пересадки волос превысил $600 млн и, по прогнозам, удвоится к 2032 г. Помимо этого, учёные тестируют методы восстановления волос, например, активируют «спящие» фолликулы с помощью стволовых клеток и даже выращивают новые фолликулы в лаборатории.
Ещё один перспективный метод — органы-на-чипе. Эти миниатюрные устройства состоят из микроканалов, по которым движется жидкость, а стенки каналов выстланы живыми клетками, выращенными прямо внутри чипа. Они имитируют работу настоящих органов — например, лёгких, печени или кишечника — и воспроизводят важные процессы: дыхание, обмен веществ, реакцию на лекарства и токсины.
В перспективе искусственные органы не только помогут решить проблему дефицита доноров, но и сократить количество экспериментов на животных при тестировании препаратов и косметики. В России биопечать развивается в компании 3D Bioprinting Solutions, Сеченовском университете и других центрах. Однако по масштабам исследований и клинического применения страна пока отстаёт от мировых лидеров.
Кроме пересадки органов, спросом пользуется и восстановление волос. Так, в 2023 г. мировой рынок роботизированной пересадки волос превысил $600 млн и, по прогнозам, удвоится к 2032 г. Помимо этого, учёные тестируют методы восстановления волос, например, активируют «спящие» фолликулы с помощью стволовых клеток и даже выращивают новые фолликулы в лаборатории.
Органы по чертежу: 3D-биопечать и органы-на-чипе
Рис. 2. Сердце, напечатанное на биопринтере. Источник изображения: [2]
Современная биология уже не обходится без искусственного интеллекта. В таких областях, как геномика, протеомика и метаболомика, накопились огромные объёмы данных, и классические методы анализа с ними не справляются. Здесь на помощь приходит ИИ — он распознаёт закономерности, которые нельзя выявить вручную.
ИИ уже анализирует ДНК, предсказывает взаимодействие белков, моделирует клетки и органы. Компании вроде DeepMind, Insilico Medicine и Recursion используют нейросети, чтобы разрабатывать лекарства, проводить виртуальные клинические испытания и предсказывать побочные эффекты — ещё до того, как препарат поступит в лабораторию.
В диагностике ИИ не уступает специалистам: нейросети распознают опухоли по срезам тканей, а в области персонализированной медицины помогают подобрать лечение с учётом генетики пациента. Разработки ведутся и в России: BIOCAD создаёт антитела с помощью ИИ, стартап Сколтеха LigandPro работает над дизайном молекул, а SberMedAI занимается ИИ-диагностикой и изучением старения.
ИИ уже анализирует ДНК, предсказывает взаимодействие белков, моделирует клетки и органы. Компании вроде DeepMind, Insilico Medicine и Recursion используют нейросети, чтобы разрабатывать лекарства, проводить виртуальные клинические испытания и предсказывать побочные эффекты — ещё до того, как препарат поступит в лабораторию.
В диагностике ИИ не уступает специалистам: нейросети распознают опухоли по срезам тканей, а в области персонализированной медицины помогают подобрать лечение с учётом генетики пациента. Разработки ведутся и в России: BIOCAD создаёт антитела с помощью ИИ, стартап Сколтеха LigandPro работает над дизайном молекул, а SberMedAI занимается ИИ-диагностикой и изучением старения.
ИИ в биологии: цифровая революция
Рис. 3. Источник изображения: [3]
При создании нейросетей разработчики вдохновлялись устройством мозга — а теперь учёные пытаются напрямую соединить мозг и компьютер с помощью нейроинтерфейсов. Это миниатюрные электроды, которые устанавливают на поверхность или внутрь мозга. Они считывают нейросигналы и превращают их в цифровые команды. Благодаря этому парализованные пациенты могут двигать роботизированной рукой или курсором — силой мысли.
Пожалуй, самый известный проект — Neuralink Илона Маска. В 2024 году первый человек с таким нейроимплантом сыграл в видеоигру «силой мысли». Чип Neuralink N1 (Рис. 3), содержащий более 1000 электродов, способен считывать сложные сигналы мозга. Разработчики надеются, что технология поможет вернуть подвижность и чувствительность людям с травмами, а в перспективе — даже улучшить память и внимание. Параллельно с американским Neuralink, свои разработки ведут китайские компании StairMed и NeuroXess.
Конечно, такие технологии вызывают этические споры — от защиты нейроданных до вопросов «улучшения» человека. Но уже сегодня нейроинтерфейсы помогают пациентам восстанавливаться после инсультов и травм.
Пожалуй, самый известный проект — Neuralink Илона Маска. В 2024 году первый человек с таким нейроимплантом сыграл в видеоигру «силой мысли». Чип Neuralink N1 (Рис. 3), содержащий более 1000 электродов, способен считывать сложные сигналы мозга. Разработчики надеются, что технология поможет вернуть подвижность и чувствительность людям с травмами, а в перспективе — даже улучшить память и внимание. Параллельно с американским Neuralink, свои разработки ведут китайские компании StairMed и NeuroXess.
Конечно, такие технологии вызывают этические споры — от защиты нейроданных до вопросов «улучшения» человека. Но уже сегодня нейроинтерфейсы помогают пациентам восстанавливаться после инсультов и травм.
Нейроинтерфейсы: как соединить мозг и компьютер
Рис. 3. Имплант Neuralink N1 и схема его установки. Источник изображения: [4].
Наука о старении тоже всё больше опирается на молекулярную биологию и ИИ. Исследователи изучают, как гены, эпигенетика, то есть химические «метки» на ДНК, и клеточные повреждения влияют на продолжительность жизни, и пытаются найти геропротекторы — препараты, замедляющие старение. Однако пока такие лекарства продлевают жизнь животным обычно не больше чем на 10%. По мнению экспертов, чтобы по-настоящему продлить жизнь человека, в будущем, возможно, придётся «перепрограммировать» наш организм на уровне ДНК и эпигенетики.
Сегодня ученые уже умеют «перепрограммировать» зрелые клетки обратно в стволовые с помощью обработки специальными молекулярными «коктейлями». Но до омоложения всего организма пока далеко.
Тем не менее, интерес к теме растет: над ней работают как крупные фармкомпании, так и стартапы. Среди них — сингапурская Gero и российские SberMedAI и Airi, разрабатывающие ИИ-инструменты для оценки биологического возраста и поиска «лекарств от старения».
Сегодня ученые уже умеют «перепрограммировать» зрелые клетки обратно в стволовые с помощью обработки специальными молекулярными «коктейлями». Но до омоложения всего организма пока далеко.
Тем не менее, интерес к теме растет: над ней работают как крупные фармкомпании, так и стартапы. Среди них — сингапурская Gero и российские SberMedAI и Airi, разрабатывающие ИИ-инструменты для оценки биологического возраста и поиска «лекарств от старения».
Продлить молодость: биология старения
Источник изображения: Maria Fabrizio/NPR.
Что дальше?
Передовые технологии в медицине одновременно вдохновляют и пугают. Что если нейрочипы и искусственные органы сделают нас похожими на киборгов? Отнимет ли ИИ работу у врачей? Но пока всё не так страшно: перед выходом в клинику новые решения проходят строгую проверку и этическую экспертизу. ИИ не заменяет врачей — он меняет саму суть их работы и расширяет возможности медицины. А врачи, учёные и пациенты получают инструменты, о которых ещё десять лет назад и не мечтали.
Форма заявки на поддержку фонда
Нажимая на кнопку вы соглашаетесь с условиями о передаче данных
Другие направления поддержки
Мы также поддерживаем проекты, решающих неудовлетворённые медицинские потребности здравоохранения России по этим направлениям:
Читайте последние новости из мира науки
Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами
ВЫБЕРИТЕ УДОБНЫЙ ДЛЯ ВАС СПОСОБ:
либо свяжитесь с нами напрямую
задайте свой вопрос тут
+ 7 (495) 090-45-98
