Πριν λίγες ημέρες, στις 15 Απριλίου, δημοσιεύθηκε μία μελέτη στο περιοδικό Advanced Science, σύμφωνα με την οποία επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ κατάφεραν να «εκτυπώσουν» την πρώτη καρδιά σε 3D μορφή με τη χρήση κυττάρων του ίδιου του ασθενούς. Μέχρι σήμερα, επιστήμονες που ειδικεύονται στην αναγεννητική ιατρική και ερευνούν τα χαρακτηριστικά και τις πιθανές εφαρμογές των βλαστοκυττάρων, είχαν καταφέρει να δημιουργήσουν ιστούς χωρίς, ωστόσο, αιμοφόρα αγγεία.
Επικεφαλής της έρευνας αυτής ήταν ο Tal Dvir, καθηγητής στη σχολή Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας με κέντρο την Νανοτεχνολογία και την Αναγεννητική Ιατρική, στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ. Σύμφωνα με τον ίδιο, δεν έχει προηγηθεί πουθενά η κατασκευή μίας ολόκληρης καρδιάς με κύτταρα, αιμοφόρα αγγεία, κοιλίες και κόλπους. Η έρευνα διεξήχθη από κοινού από τον καθηγητή Dvir, τον καθηγητή Assaf Shapira -από τη Σχολή Βιοεπιστημών του TAU- και τον Nadav Moor, διδακτορικό φοιτητή στο εργαστήριο του καθηγητή Dvir.
Σύμφωνα με στατιστικές μελέτες, οι καρδιοπάθειες αποτελούν την συχνότερη αιτία θανάτου παγκοσμίως. Είναι γνωστό ότι η μεταμόσχευση καρδιάς αποτελεί εσχάτη λύση μόνο για ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια τελικού σταδίου. Παρόλα αυτά, οι δωρητές οργάνων είναι ελάχιστοι σε σύγκριση με τον αριθμό των ασθενών, γεγονός το οποίο έκανε επιτακτική την ανάγκη για εύρεση νέων μεθόδων αντιμετώπισης του προβλήματος, μέσω της αναγεννητικής ιατρικής.
«Παλαιότερα, είχε επιτευχθεί τρισδιάστατη εκτύπωση της δομής της καρδιάς, χωρίς κύτταρα και αιμοφόρα αγγεία. Τα αποτελέσματά μας καταδεικνύουν την προοπτική της προσέγγισής μας για εξατομικευμένη μεταμόσχευση ιστών και οργάνων στο μέλλον», αναφέρει ο επικεφαλής της μελέτης. «Σε αυτό το στάδιο, η καρδιά που κατασκευάσθηκε έχει το μέγεθος καρδιάς κουνελιού. Ωστόσο, η κατασκευή μιας ανθρώπινης καρδιάς θα απαιτούσε την ίδια τεχνολογία.»
Για την έρευνα, λήφθηκε και εξετάστηκε τμήμα λιπώδους ιστού από ασθενείς. Τα κύτταρα επαναπρογραμματίστηκαν με σκοπό να καταστούν πολυδύναμα βλαστικά, ενώ η εξωκυττάρια μήτρα (ECM) – ένα τρισδιάστατο δίκτυο εξωκυττάριων μακρομορίων (κολλαγόνου, γλυκοπρωτεϊνών κ.α.) – υποβλήθηκε σε επεξεργασία εντός μίας εξειδικευμένης υδρογέλης που χρησίμευσε ως μελάνη εκτύπωσης. Μετά την ανάμιξή τους, τα κύτταρα διαφοροποιήθηκαν σε καρδιακά ή ενδοθηλιακά, δημιουργώντας ειδικές ανοσοσυμβατές καρδιακές «επιφάνειες» με αιμοφόρα αγγεία και στη συνέχεια, μία ολόκληρη καρδιά.
«Η βιοσυμβατότητα των κατασκευασμένων υλικών είναι ζωτικής σημασίας για την εξάλειψη του κινδύνου απόρριψης του μοσχεύματος, γεγονός το οποίο θέτει σε κίνδυνο την επιτυχία αυτών των θεραπειών», σύμφωνα με τον καθηγητή Dvir.
Παρ’όλα αυτά, τα κύτταρα απαιτούν επιπλέον μελέτη έτσι ώστε να επιτευχθεί η συντονισμένη λειτουργία τους. Στο εξής, οι ερευνητές σκοπεύουν να καλλιεργήσουν τον τυπωμένο καρδιακό ιστό στο εργαστήριο και να τον «διδάξουν να συμπεριφέρεται όπως μία καρδιά». Στη συνέχεια, σχεδιάζουν την μεταμόσχευση της 3D τυπωμένης καρδιάς σε ζωικά μοντέλα.
Ίσως, σε δέκα χρόνια από σήμερα, να υπάρχουν εκτυπωτές οργάνων σε νοσοκομεία σε όλο τον κόσμο και αυτές οι διαδικασίες να αποτελούν, πλέον, υπόθεση ρουτίνας.
Πηγές:
1. Nadav Noor, Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal, Lior Wertheim, Tal Dvir. 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts. Advanced Science, 2019; 1900344
2. www.sciencedaily.com
3. www.bbc.com
