ZNANSTVENICI 'ISPISUJU' 3D SRCE POMOĆU TKIVA PACIJENTA

Iako je 3D tisak u posljednjih nekoliko godina napredovao u velikom skoku, njegova upotreba za ispis funkcionalnih ljudskih organa još je uvijek dalek san. Međutim, nedavno su znanstvenici taj san približili korak bliže.

3D otisnuto srce izrađeno od vlastitih tkiva i stanica pacijenta.
Kredit za sliku: Advanced Science 2019 The Authors

Kardiovaskularne bolesti vodeći su uzrok smrti u Sjedinjenim Državama.

Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC), 610 000 ljudi u SAD-u svake godine umire od bolesti srca.

Jednom kad pređe u završnu fazu, jedina mogućnost liječenja je transplantacija srca.

Budući da je premalo darivatelja srca, čekanje na spasonosnu transplantaciju dugo je.

Znanstvenici žele pronaći načine krpanja postojećeg srčanog tkiva kako bi uklonili ili odgodili potrebu za transplantacijom.

Na primjer, ako bi kirurzi mogli ubaciti materijal u srce, moglo bi stvoriti privremeni oder za potporu stanicama i pojačati staničnu reorganizaciju.

Ovaj takozvani inženjering srčanog tkiva ima niz problema; prvenstveno, znanstvenici trebaju pronaći vrstu materijala koju tijelo ne bi odbacilo. Istraživači su već isprobali niz materijala i metoda, ali savršeni kandidati su stanice iz tijela pacijenta.

Bioink i matične stanice

Tijekom posljednjih godina istraživači su postigli određeni napredak prema umjetnoj replikaciji ljudskog tkiva.

Skupina znanstvenika sa sveučilišta Tel Aviv u Izraelu napravila je ovaj posao korak dalje i premjestila inženjering srčanog tkiva u sljedeću fazu.

"Ovo je prvi put da je itko bilo gdje uspješno projektirao i ispisao cijelo srce prepuno stanica, krvnih žila, klijetki i komora."
Vodeći istraživač prof. Tal Dvir

Znanstvenici su osmislili revolucionarni pristup koji im omogućuje stvaranje dosad najbližeg umjetnog srca.

Njihov prvi korak bio je uzimanje biopsije masnog tkiva od pacijenta; zatim su razdvojili stanični materijal od nećelijskog.

Istraživači su reprogramirali stanice masnog tkiva da postanu pluripotentne matične stanice, koje se mogu razviti u raspon vrsta stanica potrebnih za rast srca.

Nećelijski materijal sastoji se od strukturnih komponenata, poput glikoproteina i kolagena; znanstvenici su ih modificirali kako bi ih pretvorili u "bioink".

Zatim su pomiješali ovaj bioink sa matičnim stanicama. Stanice su se diferencirale u srčane ili endotelne stanice (koje nižu krvne žile), a koje bi znanstvenici mogli koristiti za stvaranje srčanih mrlja, uključujući krvne žile.

Svoje metode detaljno opisuju u nedavnom radu objavljenom u časopisu Napredna znanost.

'Veličina zečjeg srca'

„Ovo je srce napravljeno od ljudskih stanica i bioloških materijala specifičnih za pacijenta. U našem procesu ti materijali služe kao bioinkovi, tvari izrađene od šećera i bjelančevina koje se mogu koristiti za 3D ispis složenih modela tkiva “, kaže prof. Dvir.

Dalje kaže: „Ljudi su u prošlosti uspjeli 3D ispisati strukturu srca, ali ne stanicama ili krvnim žilama. Naši rezultati pokazuju potencijal našeg pristupa za inženjersku personaliziranu zamjenu tkiva i organa u budućnosti. "

Kako bi pokazali potencijal svoje tehnike, znanstvenici su stvorili malo, ali anatomski precizno srce, zajedno s krvnim žilama i stanicama.

"U ovoj je fazi naše 3D srce malo, veličine srca zeca", kaže prof. Dvir. "Ali veća ljudska srca zahtijevaju istu tehnologiju."

Vrijedno je napomenuti da je ova tehnologija još uvijek vrlo daleko od mogućnosti zamjene transplantacija srca. Ovo je samo još jedan korak na putu - premda prilično velik korak.

Presudni sljedeći zadatak, kako kaže prof. Dvir, jest naučiti ih da se ponašaju poput srca; objašnjava da oni “trebaju dalje razvijati tiskano srce. Stanice trebaju stvoriti sposobnost pumpanja; oni se trenutno mogu ugovoriti, ali trebamo ih za zajednički rad. "

"Naša nada", nastavlja on, "je da ćemo uspjeti i dokazati učinkovitost i korisnost naše metode."

Pred nama je još dug put, ali istraživači su uzbuđeni koliko su daleko stigli.