Kategorie BiologiaMedycynaNauka

Naukowcy stworzyli pierwsze serce 3D wydrukowane z materiałów biologicznych pacjenta

Naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie z powodzeniem wydrukowali pierwsze na świecie serce 3D wykorzystując do tego komórki pacjenta i jego materiał biologiczny.


Serce 3D

Do tej pory naukowcy byli w stanie wydrukować trójwymiarowe tkanki proste bez naczyń krwionośnych. Pierwsze serce 3D jest pod wieloma względami przełomem. Wykorzystanie materiału biologicznego pacjenta pomaga dopasować właściwości immunologiczne, komórkowe, biochemiczne i anatomiczne.

Naukowcy stworzyli pierwsze serce 3D wydrukowane z materiałów biologicznych pacjenta

To serce powstaje z ludzkich komórek i specyficznych dla pacjenta materiałów biologicznych. W naszym procesie materiały te służą jako bio-tusz, który można wykorzystać do drukowania złożonych modeli tkanek. – wyjaśnia główny autor Tal Dvir

Pluripotencjalne komórki

Zespół opisał swoje osiągnięcie w Advanced Science. Eksperyment rozpoczęto od pobrania tkanki tłuszczowej ze struktur brzusznych. Materiały komórkowe „przeprogramowano” tak, by stały się pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi.

Pluripotencjalne komórki macierzyste mają potencjał do wytworzenia dowolnych komórek lub tkanek w organizmie. W zaledwie kilkudziesięciu z nich gromadzą się instrukcje dla około 100 bilionów komórek, które znajdują się w ludzkim ciele.

Naukowcy stworzyli pierwsze serce 3D wydrukowane z materiałów biologicznych pacjenta

Proces

Przygotowany materiał zmieszano z hydrożelem i wykorzystano jako bio-atrament do stworzenia serca 3D. Zostały zróżnicowane w taki sposób, by stworzyć specyficzne dla pacjenta serce wraz z naczyniami krwionośnymi, które zostanie zaakceptowane przez układ odpornościowy.

Choć wynik jest niezwykle obiecujący, zespół przypomina, że serce 3D nie jest jeszcze gotowe do przeszczepu. Na tym etapie wydrukowany narząd jest wciąż zbyt mały, stanowi jednak ważny krok, by w przyszłości wykorzystać opracowaną technologię.

Naukowcy stworzyli pierwsze serce 3D wydrukowane z materiałów biologicznych pacjenta

Przełomowy krok

Przede wszystkim stworzenie ludzkiego serca 3D wymaga znacznie więcej czasu i komórek – nie milionów, ale miliardów. Należy także upewnić się, że wydrukowany organ wymaganej wielkości będzie zachowywał się tak, jak ludzkie serce.

Osiągnięcie zespołu jest jednak przełomowe i stanowi ważny krok w rozwoju transplantologii. Choroby serca są jedną z głównych przyczyn zgonów na całym świecie, a przeszczep to jedyna forma leczenie osób z niewydolnością. Niedobór dawców wymaga nie tylko nowych metod, ale także strategii, które zapobiegną ryzyku odrzucenia.

Biokompatybilność materiałów inżynieryjnych ma kluczowe znaczenie w kwestii wyeliminowania ryzyka odrzucenia implantu. Najlepiej byłoby, gdyby biomateriał miał takie same właściwości biochemiczne, mechaniczne i topograficzne, jak własne tkanki pacjenta.


Fotografie: aftau.org, onlinelibrary.wiley.com, vivo.colostate.edu