Serce z komórek pacjenta wydrukowane w 3D

Jak podkreślają eksperci, uzyskane serce jest całkowicie zgodne z tkankami pacjenta pod względem immunologicznym, komórkowym, biochemicznym i anatomicznym.

Dotychczas specjaliści zajmujący się medycyną regeneracyjną byli w stanie drukować tylko nieskomplikowane tkanki pozbawione naczyń krwionośnych.

Choroby serca są najczęstszą przyczyną zgonu zarówno mężczyzn, jak i kobiet w krajach wysoko rozwiniętych. W przypadku schyłkowej niewydolności serca jedynym skutecznym sposobem leczenia jest obecnie przeszczep serca. Jednak dawców zawsze jest za mało w stosunku do potrzeb.

Metoda opracowana w Izraelu wykorzystuje jako „bioatrament” komórki oraz specyficzne biologicznie materiały pochodzące od pacjenta. Po raz pierwszy udało się wydrukować także naczynia krwionośne, komory i przedsionki. Zdaniem autorów (prof. Tal Dvir, dr Assaf Shapira i doktorant Nadav Moor), w przyszłości można będzie w ten sposób tworzyć potrzebne pacjentom tkanki i narządy.

Na razie udało się wydrukować miniaturową wersję serca – wielkości wiśni (odpowiadającą mniej więcej sercu królika). Jednak ta sama metoda powinna pozwolić na wydrukowanie większej wersji serca.

Aby uzyskać odpowiedni materiał, od pacjentów pobierano próbki tkanki tłuszczowej. Następnie izolowane z niej były żywe komórki oraz niezawierający komórek materiał biologiczny. Komórki zostały „przeprogramowane”, by mogły się stać komórkami pluripotentnymi (zdolnymi do przekształcenia w różne tkanki), natomiast macierz zewnątrzkomórkową (ECM), trójwymiarową sieć makrocząsteczek takich jak kolagen i glikoproteiny przekształcono w hydrożel, którym dało się drukować.

Po zmieszaniu z hydrożelem komórki zostały przekształcone w komórki serca lub wyściółki naczyń, tworząc specyficznie dostosowane do pacjenta fragmenty serca z naczyniami krwionośnymi, a w końcu – całe serce. Jak podkreśla prof. Dvir, zastosowanie materiału specyficznego dla pacjenta ma kluczowe znaczenie dla tworzenia tkanek i narządów, pozwala bowiem uniknąć odrzucenia przeszczepu.

Kolejnym krokiem ma być nauczenie wydrukowanych serc “właściwego zachowania”, czyli synchronicznego kurczenia się i pompowania krwi, a następnie wszczepienie ich zwierzętom doświadczalnym, mniej więcej w ciągu roku. Zdaniem prof. Dvira w ciągu mniej więcej dziesięciu lat odpowiednie drukarki powinny się pojawić w wiodących szpitalach na całym świecie, a drukowane narządy będą wszczepiane rutynowo - - choć na początku będą to zapewne narządy mniej skomplikowane niż serce. Można będzie także tworzyć „łatki” do naprawy miejsc zmienionych chorobowo - na przykład fragmentu serca po zawale.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/