Tím vedcov z univerzity v Tel Avive (TAU) predstavil verejnosti prototyp kompletného srdca vytvoreného z vlastných buniek pacienta a biologických molekúl pomocou 3D tlačiarne. Podľa nich ide o významný pokrok v liečbe kardiovaskulárnych chorôb a v prevencii obrannej reakcie organizmu po transplantácii, píšu webové stránky The Jerusalem Post, Medical X press či bloomberg.com. Podľa výskumníkov však potrvá roky, kým bude možné touto technológiou vytvárať transplantáty.
Postup
Srdcové ochorenia sú v Izraeli druhou najčastejšou príčinou úmrtia. Podľa ministerstva zdravotníctva v roku 2013 predstavovali srdcové ochorenia približne 16 percent z celkového počtu úmrtí v Izraeli. Transplantácia srdca je často jedinou liečbou, ktorá je dostupná pre pacientov so zlyhaním srdca v konečnom štádiu. V Izraeli mnoho pacientov umiera na čakacej listine, dúfajúc v šancu na prežitie.
Výskumníci ukázali prelomový objav, ktorý by mohol o niekoľko rokov celú situáciu zmeniť. Vedúcim výskumnej štúdie bol profesor Tal Dvir, ktorý pôsobí na TAU´s School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, na oddelení Materials Science and Engineering v the Center for Nanoscience and Nanotechnology a v centre the Sagol Center for Regenerative Biotechnology. Na objave spolupracoval s prof. Assafom Shapirom z TAU’s Faculty of Life Sciences a doktorandom Nadavom Moorom. Ich výskum bol publikovaný v Advanced Science.
Objavom, ktorý predstavili verejnosti, bolo nehybné srdce plávajúce v tekutine. Doteraz vedci úspešne vytlačili iba jednoduché tkanivá bez krvných ciev. „Je to prvýkrát, čo bolo s pomocou tlačiarne vytvorené celé srdce s bunkami a cievami. A je to tiež prvýkrát, keď boli použité tkanivo a bunky pochádzajúce od pacienta,“ priblížil prof. T. Dvir.
Výskumníci odobrali pacientovi tukové tkanivo, potom ho rozdelili na bunkové a nebunkové zložky. Následne bunky „preprogramovali“ na kmeňové bunky, ktoré sa zmenili na srdcové bunky. Necelulárne materiály sa premenili na gél, ktorý slúžil ako bioatrament na tlač. Srdce, ktoré bolo vytlačené približne za tri hodiny, je pre človeka primalé, má približne 2,5 centimetra a je vo veľkosti králičieho srdca. Ide o prvé srdce vytlačené pomocou atramentu vyrobeného z vlastných biologických materiálov pacienta. Je úplne biokompatibilné a zodpovedá pacientovi, čo znižuje možnosť jeho odmietnutia telom. „Toto srdce je vyrobené z ľudských buniek a biologických materiálov špecifických pre pacienta. V našom procese tieto materiály slúžia ako bioatramenty, látky vyrobené z cukrov a proteínov, ktoré možno použiť na 3D tlač komplexných tkanivových modelov,“ vysvetlil prof. T. Dvir.
Prof. T. Dvir však oznámil, že vytlačenie ľudského srdca predpokladá využitie rovnakej technológie. „Musíme vytlačené srdce ďalej rozvíjať. Je potrebné, aby bunky mali schopnosť čerpať krv. Teraz sa dokážu zmršťovať, ale je potrebné, aby pracovali spoločne. Dúfame, že uspejeme a dokážeme, že je naša metóda účinná a prospešná,“ povedal prof. T. Dvir.
Budúcnosť
V štúdii sa uvádza, že pacienti už nebudú musieť čakať na transplantáciu alebo užívať lieky, aby sa zabránilo odmietnutiu orgánu. Namiesto toho budú potrebné orgány vytlačené a úplne prispôsobené pre každého pacienta.
„V minulosti sa ľuďom podarila 3D tlač štruktúry srdca, ale nie s bunkami alebo s krvnými cievami. Naše výsledky demonštrujú potenciál nášho prístupu k inžinierstvu personalizovanej výmeny tkanív a orgánov v budúcnosti,“ reagoval prof. T. Dvir.
Postupne by vytlačené srdcia mohli byť testované na zvieratách, zatiaľ neexistuje žiadny časový harmonogram na ich testovanie na ľuďoch. Vytlačiť srdce vo veľkosti ľudského môže trvať celý deň. Bude si totiž vyžadovať miliardy buniek na rozdiel od miliónov použitých na tlač prototypového minisrdca. Ďalším krokom výskumu bude vytvoriť v laboratóriu srdce s veľkosťou hlodavca a „naučiť“ ho správať sa ako skutočné srdce. V ďalšom štádiu sa potom počíta s transplantáciou takéhoto orgánu zvieratám a otestovaním funkčnosti.
„Dúfame, že v horizonte 10 rokov budú v najlepších nemocniciach po celom svete orgánové tlačiarne a tieto postupy sa budú vykonávať rutinne,“ uzavrel prof. T. Dvir.