Znanstveniki 3D-srce "natisnejo" z uporabo pacientovega tkiva
Čeprav je 3D tiskanje v zadnjih nekaj letih hitro napredovalo, je njegovo tiskanje delujočih človeških organov še vedno daleč v sanjah. V zadnjem času pa so znanstveniki te sanje približali še korak bližje.
Zasluga za sliko: Advanced Science 2019 The Authors
Kardiovaskularne bolezni so glavni vzrok smrti v ZDA.
Po podatkih Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) vsako leto v ZDA od srčnih bolezni umre 610.000 ljudi.
Ko je napredoval v zadnji fazi, je edina možnost zdravljenja presaditev srca.
Ker je darovalcev srca premalo, je čakanje na reševalno presaditev dolgo.
Znanstveniki želijo najti načine za krpanje obstoječega srčnega tkiva, da bi odstranili ali odložili potrebo po presaditvi.
Če bi na primer kirurgi lahko v srce vtaknili material, bi lahko oblikoval začasni oder za podporo celicam in pospešil celično reorganizacijo.
Ta tako imenovani inženiring srčnega tkiva ima številne težave; predvsem morajo znanstveniki najti vrsto materiala, ki ga telo ne bi zavrnilo. Raziskovalci so že preizkusili vrsto materialov in metod, a popolni kandidati so celice iz telesa pacienta.
Bioink in matične celice
V zadnjih letih so raziskovalci dosegli določen napredek pri umetni reprodukciji človeškega tkiva.
Skupina znanstvenikov z univerze v Tel Avivu v Izraelu je to delo naredila še korak naprej in inženirstvo srčnega tkiva premaknila v naslednjo fazo.
"To je prvič, da je kdo kjer koli uspešno izdelal in natisnil celotno srce, polno celic, krvnih žil, prekatov in komor."
Vodilni raziskovalec prof. Tal Dvir
Znanstveniki so zasnovali prelomen pristop, ki jim omogoča, da ustvarijo do zdaj najbližje umetnemu srcu.
Njihov prvi korak je bil odvzem biopsije maščobnega tkiva bolniku; nato so ločili celični material od neceličnega.
Raziskovalci so reprogramirali celice maščobnega tkiva, da postanejo pluripotentne matične celice, ki se lahko razvijejo v vrsto celičnih vrst, potrebnih za rast srca.
Necelični material je sestavljen iz strukturnih komponent, kot so glikoproteini in kolagen; znanstveniki so jih spremenili, da so jih spremenili v "bioink".
Nato so to bioinko zmešali z matičnimi celicami. Celice so se diferencirale v srčne ali endotelijske celice (ki prekrivajo krvne žile), ki bi jih znanstveniki lahko uporabili za ustvarjanje srčnih zaplat, vključno s krvnimi žilami.
Svoje metode podrobno opisujejo v nedavnem članku, objavljenem v reviji Napredna znanost.
"Velikost zajčjega srca"
»To srce je narejeno iz človeških celic in bioloških materialov, specifičnih za bolnika. V našem procesu ti materiali služijo kot bioinki, snovi iz sladkorjev in beljakovin, ki jih lahko uporabimo za 3D tiskanje kompleksnih tkivnih modelov, «pravi prof. Dvir.
Nadaljuje: "Ljudem je v preteklosti že uspelo 3D-tiskati strukturo srca, ne pa s celicami ali krvnimi žilami. Naši rezultati dokazujejo potencial našega pristopa za osebno nadomeščanje tkiv in organov v prihodnosti. "
Da bi dokazali potencial svoje tehnike, so znanstveniki ustvarili majhno, a anatomsko natančno srce, skupaj s krvnimi žilami in celicami.
"Na tej stopnji je naše 3D srce majhno, veliko kot zajčje srce," pravi prof. Dvir. "Toda večja človeška srca zahtevajo isto tehnologijo."
Omeniti velja, da ta tehnologija še zdaleč ne more nadomestiti presaditve srca. To je le še en korak na poti - čeprav precej velik korak.
Ključna naslednja naloga, kot pravi profesor Dvir, je naučiti jih, da se obnašajo kot srca; pojasnjuje, da "morajo še naprej razvijati tiskano srce. Celice morajo oblikovati črpalno sposobnost; trenutno lahko sklenejo pogodbo, vendar jih potrebujemo za sodelovanje. "
"Naše upanje," nadaljuje, "je, da bomo uspeli in dokazali učinkovitost in uporabnost naše metode."
Pred nami je še dolga pot, vendar so raziskovalci navdušeni nad tem, kako daleč so prišli.
"Mogoče bodo čez 10 let tiskalniki organov v najboljših bolnišnicah po svetu in ti postopki se bodo izvajali rutinsko."
Prof. Tal Dvir
