Исследователи из Тель-Авивского университета успешно напечатали первое в мире трехмерное сердце, используя собственные клетки пациента и биологические материалы, чтобы «оно полностью соответствовало иммунологическим, клеточным, биохимическим и анатомическим свойствам пациента», сообщает Iflscience.
До сих пор исследователи могли осуществлять только 3D-печать простых тканей без кровеносных сосудов.
«Это сердце сделано из человеческих клеток и специфичных для пациента биологических материалов. В нашем процессе эти материалы служат биоинксами — веществами, сделанными из сахаров и белков, которые можно использовать для 3D-печати сложных моделей тканей», — сказал ведущий исследователь Таль Двир в своем выступлении.
«В прошлом людям удавалось 3D-печать структуры сердца, но не с помощью клеток или кровеносных сосудов. Наши результаты демонстрируют потенциал нашего подхода к разработке персонализированной замены тканей и органов в будущем».
Исследовательская группа начала с биопсии жировых тканей из брюшных структур, известных как сальник, у людей и свиней. Клеточные материалы ткани были отделены от тех, которые не были перепрограммированы, и стали плюрипотентными стволовыми клетками — «мастер-клетками», способными создавать клетки из всех трех слоев тела с потенциалом для производства любых клеток или тканей в организме.
Затем команда сделала внеклеточный матрикс — из коллагена и гликопротеинов — и отправила в гидрогель, используемый в качестве печатной краски.
Клетки смешивали с гидрогелем и затем дифференцировали в сердечные или эндотелиальные клетки (те, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов), чтобы создать специфичные для пациента иммунно-совместимые пластыри сердца с кровеносными сосудами и, в конечном счете, с биоинженерией всего сердца. из «нативных» специфичных для пациента материалов.
Несмотря на многообещающие результаты, команда напоминает всем, что их сердца еще не готовы к пересадке человеку. «На данном этапе наше трехмерное сердце маленькое, размером с сердце кролика», — сказал Двир. «Но большие человеческие сердца требуют такой же технологии».
Для начала, создание человеческого сердца займет гораздо больше времени и потребует не миллионы, а миллиарды клеток. Кроме того, сердца размером с вишню пока не ведут себя как сердца, что требует от исследователей дальнейшей разработки и «тренировки» их, чтобы они были похожи на человеческие сердца и обладали насосной способностью. В настоящее время клетки могут сокращаться, но не вместе.
Тем не менее, все это является огромным шагом для продвижения в области трансплантации органов. Болезнь сердца является основной причиной смерти среди мужчин и женщин, при этом пересадка сердца является единственным методом лечения, доступным для пациентов с терминальной стадией сердечной недостаточности.
Мало того, что нехватка доноров требует разработки новых стратегий, но и создание сердца, сочетающего в себе уникальный биологический состав пациента, может предотвратить риск отторжения.
«Биосовместимость разработанных материалов имеет решающее значение для устранения риска отторжения имплантата, что ставит под угрозу успех таких процедур», — сказал Двир. «В идеале биоматериал должен обладать такими же биохимическими, механическими и топографическими свойствами, как и собственные ткани пациента.
Здесь мы можем сообщить о простом подходе к 3D-печати толстых, васкуляризированных и перфузируемых тканей сердца, которые полностью соответствуют иммунологическим, клеточным, биохимическим и анатомические свойствам пациента».
После «тренировки» сердец для более эффективной накачки, команда надеется пересадить их животным для дальнейшего тестирования.
Как вы думаете, когда появится первое настоящее 3D-сердце?
