Ma cztery komory, naczynia krwionośne i bije - w pewnym sensie.
W pierwszej kolejności naukowcy wydrukowali w 3D serce z wykorzystaniem ludzkiej tkanki. Chociaż serce jest znacznie mniejsze niż ludzkie (ma tylko rozmiar królika), a droga jest jeszcze długa, zanim będzie funkcjonować jak normalne serce, eksperyment potwierdzający koncepcję może ostatecznie doprowadzić do spersonalizowanych narządów lub tkanek które mogą być wykorzystane w ludzkim ciele, według badań opublikowanych w poniedziałek (15 kwietnia) w czasopiśmie Advanced Science.
Aby wydrukować serce, naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie w Izraelu rozpoczęli od pobrania małej próbki tkanki tłuszczowej od pacjenta. W laboratorium podzielili tę tkankę na komórki składowe i strukturę, na której siedzą komórki, zwaną macierzą zewnątrzkomórkową.
Korzystając z inżynierii genetycznej, naukowcy poprawili następnie różne składniki, przeprogramowując niektóre komórki, aby stały się komórkami mięśnia sercowego lub kardiomiocytami, a niektóre stały się komórkami generującymi naczynia krwionośne.
Następnie naukowcy załadowali te komórki - pełniące funkcję „bioinków” - do drukarki, która została zaprogramowana do drukowania serca, na podstawie skanów CT pobranych od pacjenta i przedstawionego przez artystę serca. Drukarka zajęła od 3 do 4 godzin wydrukowanie małego serca z podstawowymi naczyniami krwionośnymi. Następnie naukowcy inkubowali serce i podawali mu tlen i składniki odżywcze. W ciągu kilku dni komórki zaczęły spontanicznie bić.
Ale to bicie nie przypominało tego, co zrobiłoby zdrowe ludzkie serce. „Potrzebujemy komórek do synchronicznego bicia nie tylko indywidualnie”, powiedział współautor badania Assaf Shapira, kierownik laboratorium w Laboratorium Inżynierii Tkankowej i Medycyny Regeneracyjnej na Uniwersytecie w Tel Awiwie. Aby serce mogło skutecznie pompować krew przez ciało, jego komórki muszą bić zgodnie - coś, czego serce z nadrukiem 3D jeszcze nie zrobiło. „Obecnie pracujemy nad dojrzałością tkanki”, powiedziała Shapira.
W końcu spersonalizowane serce wydrukowane w 3D może złagodzić niedobór narządów do przeszczepów dostępnych dla pacjentów, a także może ominąć niektóre ryzyko związane z przeszczepem narządu innej osoby - a mianowicie, że układ odpornościowy organizmu może odrzucić te obce tkanki, powiedziała Shapira Live Nauka.
Camila Hochman Mendez, asystent dyrektora laboratoriów badań narządów, napraw i regeneracji w Texas Heart Institute, który nie był częścią badania, powiedział, że nowe odkrycia są „naprawdę innowacyjne i posuwają naprzód”, pokazując, że coś bardziej złożonego niż jedna ściana serca może być wydrukowana. Ale wyniki pokazują również „wszystkie przeszkody, przed którymi wciąż stoi pole” - dodała.
Aby wydrukować pełnowymiarowe, w pełni funkcjonujące serce, naukowcy musieliby wydrukować organ o wyższej rozdzielczości - taki z dużo większą ilością naczyń krwionośnych, które mogłyby przenosić przez niego tlen i substancje odżywcze, powiedział Hochman Mendez Live Science. Ale zrobienie tego wymagałoby miesięcy drukowania - okresu, w którym komórki nie przetrwałyby.
Naukowcy podkreślili, że maleńkie serce wciąż jest „dowodem koncepcji”, ale mają nadzieję na znalezienie sposobu na stworzenie gęstszego układu naczyniowego w przyszłości.
„Oczywiście, gdybyśmy musieli wyprodukować większe serce, byłoby to kosztowne, wydrukowanie zajęłoby znacznie więcej czasu, a pacjent musiałby wydobyć znacznie więcej materiału” - powiedziała Shapira.
Rzeczywiście, zanim jeszcze stanie się powszechne, wystarczy nacisnąć „drukuj” na drukarce 3D w gabinecie lekarskim.
