Raziskovalci z univerze v Tel Avivu so z uporabo človeških celic dosegli velik preboj na področju medicine. Ustvarili so biološko personalizirano bio črnilo, s katerim so natisnili prvo 3D tiskano srce.
»Še nikomur ni nikjer uspelo načrtovati ali natisniti celega srca z vsemi pritiklinami, kot so srčnomišične celice, krvne žile, ventrikli in prekati,« je v izjavi povedal Tal Dvir, profesor na katedri za biotehnologijo in materialni inženiring na univerzi v Tel Avivu.
»To srce je izdelano iz človeških celic, ki so lastne pacientu, ki je doniral biološki material, iz katerega so vzgojili celice za bio črnilo. To je izdelano iz sladkorjev in proteinov, ki jih je mogoče uporabiti kot filament v 3D tisku kompleksnih tkivnih struktur. Srce je bilo sicer 3D natisnjeno že pred nekaj časa, a brez celic ali žil. Naši rezultati prikazujejo potencial takšnega pristopa za ustvarjanje pacientu lastnih nadomestnih tkiv in organov v prihodnosti.«
V preteklosti so raziskovalci že uspeli natisniti enostavna tkiva brez ožilja, ki pa seveda ne bi bila funkcionalna. Trenutno natisnjeno srce je velikosti zajčjega srca, a raziskovalci verjamejo, da je to prvi korak do tiskanja srca, ki bi bilo v velikosti človeškega.
Da so raziskovalci ustvarili ta neverjeten dosežek, so najprej odvzeli maščobno tkivo pacienta in ločili celične in necelične dele tkiva. Nato so celice preprogramirali, da so postale zarodne celice, ki imajo možnost razvoja v katero koli tkivo. Procesirali so mešanico zarodnih celic in zunajcelične matrike, ki je tridimenzionalna mreža zunajceličnih makromolekul, kot so kolagen in glikoproteini, ob koncu procesa pa je nastal personaliziran hidrogel, ki služi kot bio črnilo za 3D tisk.
Ko so bile celice vmešane v hidrogel, so bile sprogramirane, da se preoblikujejo v srčnomišične ali endotelijske celice, prve gradijo srčno steno, druge pa žile, ki srce napajajo. Zdravniki bi s tem pristopom lahko tiskali tudi samo dele srca, ki bi zamenjali okvarjen predel srca, ker pa so celice pacientu lastne, ne bodo izzvale imunskega odziva po operaciji.
»Biokompatibilnost natisnjenih tkiv je nujna, da se izognemo tveganju imunske zavrnitve vsadka, kar je trn v peti takšnim načinom zdravljenja. V najboljšem primeru naj bi tkivo imelo enake biokemične, mehanične in topografske lastnosti, kot jih ima originalno tkivo pacienta. Z veseljem ugotavljamo, da ima naše natisnjeno srce enake imunološke, celične, biokemične in anatomske lastnosti kot original.«
V nadaljevanju raziskave bi raziskovalci radi srce oživili, da bi se začelo obnašati kot pravo srce, torej biti in odzivati na živčne impulze, da bi ga lahko poskusno presadili v testno žival.
»Tiskano srce hočemo razviti še naprej,« je povedal prof. Dvir. »Celice se morajo začeti sinhrono krčiti, da je srce sposobno učinkovito črpati kri. Trenutno so sposobne krčenja, a ne sinhronizirano, zato srce ne more črpati krvi. Upamo, da nam bo uspelo ter da dokažemo učinkovitost svoje metode. Mogoče bodo čez 10 let 3D tiskani organi na voljo v vsaki večji kliniki in bodo presaditve natisnjenih tkiv rutinske operacije.«
Srčne bolezni so eden vodilnih vzrokov smrti, edina rešitev za mnoge paciente je presaditev srca, zaradi pomanjkanja donorjev pa je zelo pomembno raziskovanje alternativ.
Vir:
https://www.rdmag.com/news/2019/04/scientists-create-first-ever-3d-printed-heart
