MOKSLININKAI NAUDODAMIESI PACIENTO AUDINIU „ATSPAUSDINA“ 3D ŠIRDĮ

Nors 3D spausdinimas per pastaruosius kelerius metus progresavo sparčiai, jo naudojimas veikiantiems žmogaus organams spausdinti vis dar yra tolima svajonė. Tačiau pastaruoju metu mokslininkai šią svajonę priartino vienu žingsniu.

3D spausdinta širdis, sukurta iš paties paciento audinių ir ląstelių.
Vaizdo kreditas: „Advanced Science 2019“ autoriai

Širdies ir kraujagyslių ligos yra pagrindinė mirties priežastis JAV.

Ligų kontrolės ir prevencijos centro (CDC) duomenimis, kasmet JAV nuo širdies ligų miršta 610 000 žmonių.

Perėjus į paskutinius etapus, vienintelis gydymo būdas yra širdies persodinimas.

Kadangi širdies donorų yra per mažai, ilgai laukti, kol bus išgelbėta gyvybė.

Mokslininkai nori rasti būdų, kaip užlopyti esamą širdies audinį, siekiant pašalinti arba atidėti transplantacijos poreikį.

Pavyzdžiui, jei chirurgai galėtų įsodinti medžiagą į širdį, ji galėtų suformuoti laikiną karkasą, palaikantį ląsteles ir skatinančią ląstelių reorganizaciją.

Ši vadinamoji širdies audinių inžinerija turi daug problemų; pirmiausia mokslininkams reikia rasti medžiagos rūšį, kurios kūnas neatmestų. Mokslininkai jau išbandė daugybę medžiagų ir metodų, tačiau tobulos kandidatės yra paciento kūno ląstelės.

Bioink ir kamieninės ląstelės

Pastaraisiais metais mokslininkai padarė tam tikrą pažangą dirbtinai replikuodami žmogaus audinius.

Grupė mokslininkų iš Tel Avivo universiteto Izraelyje žengė šį darbą dar vienu žingsniu ir perkėlė širdies audinių inžineriją į kitą etapą.

„Tai pirmas kartas, kai bet kas sėkmingai sukuria ir atspausdina visą širdį, pilną ląstelių, kraujagyslių, skilvelių ir kamerų.“
Pagrindinis tyrėjas prof. Tal Dvir

Mokslininkai sukūrė novatorišką požiūrį, kuris leidžia jiems sukurti artimiausią dirbtinei širdžiai iki šiol.

Pirmasis jų žingsnis buvo iš paciento paimti riebalinio audinio biopsiją; tada jie atskyrė ląstelių medžiagą nuo neląstelinės medžiagos.

Tyrėjai perprogramavo riebalinio audinio ląsteles, kad jos taptų pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis, kurios gali išsivystyti į daugybę ląstelių, reikalingų širdžiai užauginti.

Neakulinė medžiaga susideda iš struktūrinių komponentų, tokių kaip glikoproteinai ir kolagenas; mokslininkai juos modifikavo, kad paverstų juos „bioink“.

Tada jie sumaišė šį bioinką su kamieninėmis ląstelėmis. Ląstelės diferencijuojasi į širdies ar endotelio ląsteles (kurios iškloja kraujagysles), kurias mokslininkai galėtų panaudoti širdies pleistrams, įskaitant kraujagysles, sukurti.

Jie išsamiai aprašo savo metodus neseniai paskelbtame žurnale Pažangus mokslas.

„Triušio širdies dydis“

„Ši širdis pagaminta iš žmogaus ląstelių ir pacientui būdingų biologinių medžiagų. Mūsų procese šios medžiagos yra bioinkai, iš cukrų ir baltymų pagamintos medžiagos, kurios gali būti naudojamos sudėtingų audinių modelių 3D spausdinimui “, - sako prof. Dvir.

Jis tęsia: „Anksčiau žmonėms pavyko 3D struktūrą atspausdinti širdies struktūrą, bet ne ląstelėmis ar kraujagyslėmis. Mūsų rezultatai parodo mūsų požiūrio potencialą pritaikant asmeninį audinių ir organų pakeitimą ateityje “.

Norėdami parodyti savo technikos potencialą, mokslininkai sukūrė mažą, bet anatomiškai tikslią širdį su kraujagyslėmis ir ląstelėmis.

"Šiame etape mūsų 3D širdis yra maža, triušio širdies dydžio", - sako prof. Dvir. "Tačiau didesnėms žmogaus širdims reikalinga ta pati technologija."

Verta paminėti, kad ši technologija dar labai toli gražu negali pakeisti širdies transplantacijos. Tai tik dar vienas žingsnis kelyje - nors ir gana didelis žingsnis.

Svarbiausia kita užduotis, kaip sako prof. Dviras, yra išmokyti juos elgtis kaip širdyje; jis paaiškina, kad jiems „reikia toliau plėtoti atspausdintą širdį. Ląstelės turi suformuoti pumpavimo galimybes; jie šiuo metu gali sudaryti sutartis, bet mums reikia, kad jie dirbtų kartu “.

„Mūsų viltis, - tęsia jis, - kad mums pasiseks ir įrodysime savo metodo efektyvumą ir naudingumą“.

Laukia dar ilgas kelias, tačiau tyrėjai džiaugiasi, kiek jie nuėjo.