Dosežki znanosti v 2019: Prvo 3D natisnjeno srce

Prvo 3d srce
V velikem medicinskem dosežku aprila letos, so raziskovalci z univerze v Tel Avivu »natisnili« prvo 3D vaskularno srce s pomočjo pacientovih lastnih celic in bioloških materialov.

Njihove ugotovitve so bile objavljene 15. aprila v študiji Advanced Science. Umetno izdelano srce se popolnoma ujema z imunološkimi, celičnimi, biokemijskimi in anatomskimi lastnostmi pacienta.

Doslej so znanstveniki regenerativne medicine – področje, ki je postavljeno na križišču biologije in tehnologije – uspešni pri tiskanju samo preprostih tkiv brez krvnih žil.

»To je prvič, da je kdorkoli kjer koli uspešno izdelal in natisnil celotno srce, napolnjeno s celicami, krvnimi žilami, preddvori in prekati,« pravi vodilni profesor raziskave Tal Dvir iz TAU-ove šole za molekularno celično biologijo in biotehnologijo na Oddelku za materialologijo in tehniko, Centra za nanoznanost in nanotehnologijo in Sagolovega centra za regenerativno biotehnologijo.

Bolezni srca so eden glavnih vzrokov smrti pri moških in ženskah. Presaditev srca je trenutno edino zdravljenje, ki je na voljo bolnikom, ki jim odpoveduje srce. Glede na močno pomanjkanje srčnih darovalcev je nujna priprava novih pristopov za regeneracijo obolelega srca.

Prvo srce je velikosti zajčjega srca

»To srce je narejeno iz človeških celic in bioloških materialov, ki so značilni za bolnika. V našem procesu ti materiali služijo kot ‘bioinki’, snovi iz sladkorja in beljakovin, ki jih je mogoče uporabiti za 3D tiskanje kompleksnih modelov tkiv,« pravi prof. Dvir. »Ljudje so že prej 3D-natisnili strukturo srca, vendar ne s celicami ali krvnimi žilami. Rezultati kažejo potencial našega pristopa za inženirsko nadomestitev tkiva in organov v prihodnosti.«
»Na tej stopnji je naše 3D srce majhno, velikost zajčjega srca,« razlaga prof. Dvir. »Toda večja človeška srca zahtevajo isto tehnologijo.«

Za raziskave so bolnikom odvzeli biopsijo maščobnega tkiva. Nato so ločili celične in a-celične materiale tkiva. Medtem ko so celice reprogramirali tako, da so postale pluripotentne matične celice, so zunajcelični matriks (ECM), tridimenzionalna mreža zunajceličnih makromolekul, kot sta kolagen in glikoproteini, predelali v personaliziran hidrogel, ki je služil kot tiskarsko “črnilo”.

Po mešanju s hidrogelom so celice učinkovito diferencirali na srčne ali endotelne celice, da smo ustvarili za bolnika specifične, imunsko kompatibilne srčne zaplate s krvnimi žilami in posledično celotno srce. Po mnenju prof. Dvirja je uporaba »domorodnih« materialov, specifičnih za pacienta, ključnega pomena za uspešno inženiring tkiv in organov.

»Biokompatibilnost izdelanih materialov je ključnega pomena za odpravo nevarnosti zavrnitve vsadkov, kar ogroža uspešnost takšnih načinov zdravljenja,« pravi prof. Dvir. »V idealnem primeru bi moral imeti biomaterial enake biokemične, mehanske in topografske lastnosti bolnikovih lastnih tkiv. Tu lahko poročamo o preprostem pristopu k 3D-natisnjenim debelim, vaskulariziranim in perfuzijskim srčnim tkivom, ki se popolnoma ujemajo z imunološkimi, celičnimi, biokemičnimi in anatomskimi lastnosti pacienta.«

Raziskovalci zdaj načrtujejo kultiviranje natisnjenih src v laboratoriju in jih »naučijo obnašanja« srca, pravi profesor Dvir. Nato načrtujejo presaditev 3D-natisnjenega srca v modele živali.

Do rutinskih presaditev še nekaj časa

»Tiskano srce moramo razvijati naprej,« sklene. »Celice morajo oblikovati črpalno sposobnost; trenutno se lahko krčijo in raztezajo, vendar jih potrebujemo, da sodelujejo. Upamo, da bomo uspeli in dokazali učinkovitost in koristnost naše metode. Mogoče bodo čez deset let tiskalniki organov na voljo v vseh najboljših bolnišnicah po svetu in se bodo ti postopki izvajali rutinsko.«

Journo, F1 and movie lover. Fight me on TW:)

PUSTITE KOMENTAR

Prosim vpiši ime
Prosim vpiši svoj komentar

Uporabljamo Akismet za manjšanje neželenih oglasnih komentarjev (spam). Politika zasebnosti.