Într-o realizare medicală majoră, cercetătorii de la Universitatea din Tel Aviv au „imprimat” prima inimă 3D vascularizată din lume, utilizând celulele şi materialele biologice proprii ale pacientului.
Constatările au fost publicate pe 15 aprilie într-un studiu din revista Advanced Science.
Până în prezent, oamenii de știință din medicina regenerativă — un domeniu poziționat la intersecția biologiei şi tehnologiei — au reușit să imprimeze doar țesuturi simple fără vase sangvine.
Ceea ce mass-media israeliană numesc (en) „prima din lume”, este o inimă mică imprimată 3D de către oamenii de ştiinţă de la Universitatea din Tel Aviv, folosind ţesuturi umane ce includ vase, colagen şi molecule biologice — o realizare, care potrivit Haaretz (en), îi face să spere că într-o bună zi donarea de organe va fi depăşită.
Vedeţi şi: Inimă care se zbate, a fost pentru prima dată crescută în laborator folosind celule stem
„Aceasta este pentru prima dată când a fost proiectată şi imprimată cu succes o inimă completă cu celule, vase de sânge, ventricule şi camere”, a spus Dvir (en).
Bolile cardiace sunt unele din principalele cauze ale decesului, atât în rândul bărbaților, cât şi al femeilor din întreaga lume.
În prezent, transplantul de inimă este singurul tratament disponibil pentru pacienţii cu insuficienţă cardiacă la stadiu final.
Având în vedere deficitul imens de donatori de inimă, necesitatea de a elabora noi abordări pentru regenerarea inimii bolnave poartă un caracter de urgenţă.
„Această inimă este făcută din celule umane şi materiale biologice specifice pacientului.
În procesul nostru, aceste materiale servesc ca bio-cerneli, substanțe fabricate din zaharuri şi proteine ce pot fi utilizate pentru imprimarea 3D a modelelor de țesut complex”, a spus profesorul Dvir (en).
„Oamenii au reuşit să imprime 3D structura unei inimi în trecut, dar fără celule sau vase sangvine.
Rezultatele primite, demonstrează potențialul abordării noastre în dezvoltarea de ţesuturi personalizate şi înlocuirea organelor pe viitor”.
Cercetarea studiului a fost realizată în comun de prof. Dvir, dr. Assaf Shapira de la Facultatea de Ştiinţe Biologice şi Nadav Moor, student doctorand în laboratorul lui Dvir.
„La această etapă, inima noastră 3D este mică, de dimensiunea celei de iepure”, explică Dvir.
„Dar inimile mai mari ale omului necesită aceeași tehnologie”.
Pentru cercetare, o biopsie a țesutului gras a fost luată de la pacienți.
Materialele celulare şi necelulare ale țesutului au fost apoi separate.
În timp ce celulele au fost reprogramate pentru a deveni celule stem, materia extracelulară (ECM), o rețea tridimensională de macromolecule extracelulare aşa ca, colagenul şi glicoproteinele, au fost transformate într-un hidrogel personalizat, ce a servit drept „cerneală” de imprimare.
După ce au fost amestecate cu hidrogel, celulele au fost eficient diferenţiate în celulele cardiace sau endoteliale pentru a crea țesuturi cardiace compatibile cu cele ale pacienţilor, cu vase sangvine şi, ulterior, o inimă întreagă.
Potrivit prof. Dvir, utilizarea materialelor „native” specifice pacientului este esenţial pentru crearea cu succes a ţesuturilor şi organelor.
„Bio-compatibilitatea materialelor este crucială pentru eliminarea riscului de respingere a implantului, ceea ce pune în pericol succesul acestor tratamente”, spune profesorul Dvir (en).
„În ideal, biomaterialul ar trebui să aibă aceleași proprietăți biochimice, mecanice şi topografice cu țesuturile proprii ale pacientului.
Aici, noi putem raporta o abordare simplă la crearea țesuturilor cardiace groase, vascularizate şi perfuzabile imprimate 3D, ce se potrivesc complet cu proprietățile imunologice, celulare, biochimice şi anatomice ale pacientului”.
Cercetătorii intenționează acum să cultive inimi imprimate în laborator şi să „le înveţe să se comporte” ca inimile, spune profesorul Dvir.
Apoi, ei intenţionează să transplanteze inima imprimată 3D la modele animale.
„Noi trebuie în continuare să dezvoltăm inima imprimată”, concluzionează el (en).
„Celulele trebuie să formeze o capacitate de pompare; la moment ele se pot contracta, dar noi avem nevoie ca ele să lucreze împreună.
Noi sperăm că noi vom reuşi şi vom demonstra eficacitatea şi utilitatea metodei noastre.
Posibil peste zece ani, în cele mai bune spitale din lume vor avea imprimante de organe, iar aceste proceduri vor fi o rutină”.
Aceasta nu este pentru prima dată când astfel de tehnologie 3D a fost utilizată pentru imprimarea organelor.
De exemplu, o echipă de cercetători de la ETH Zurich a creat o inimă artificială imprimată în 2017 (en), în loc să folosească țesuturi umane, aceşti cercetători au utilizat un material flexibil.
Lasă un răspuns