Serce z drukarki 3D? Naukowcy są na dobrej drodze

Choroby serca to główna przyczyna zgonów w dużej części świata, również w Polsce - w naszym kraju choroby układu krążenia i choroby nowotworowe odpowiadają za 70% zgonów i szacuje się, że w ostatnich latach te pierwsze zabierają średnio 40 tys. osób rocznie. Dla niektórych pacjentów ratunkiem jest przeszczep serca, ale niestety nie wszystkim dane jest go doczekać, bo np. w Stanach Zjednoczonych często muszą czekać na ten zabieg powyżej 6 miesięcy. Te alarmujące statystyki skłoniły naukowców do działania i szukania innych sposobów, a w ostatnich latach najbardziej obiecującym jest oczywiście druk 3D. 

Serce, w odróżnieniu od innych organów, które posiadają mniejszą lub większą zdolność regeneracji, praktycznie nie jest w stanie samo się leczyć. Kiedy z różnych powodów komórki serca obumierają, zostają zastąpione przez zmiany fibrotyczne, czyli blizny, negatywnie wpływające na pracę serca, a konkretniej zdolność do kurczenia się i rozkurczania. I choć jak podkreślają badacze Instytutu Wyss, udało się już opracować technologię produkcji celowanych komórek serca (dopasowanych do konkretnego pacjenta), to emulowanie skomplikowanej architektury serca i jego złożonej funkcjonalności wciąż jest wyzwaniem.

Ostatnio za ich sprawą pojawiło się jednak światełko w tunelu, a mianowicie nowa technologia druku 3D - będąca wariacją na temat istniejącej technologii biodruku o nazwie SWIFT (Sacrificial Writing in Functional Tissue) - pozwalająca na drukowanie długich sercowych makrofilamentów, które rozwijają się w przypominające mięśnie filamenty ze zdolnością skurczu.

Co ważne, produkowana w procesie tkanka jest wystarczającej grubości, by wykorzystać ją w terapiach regeneratywnych serca. Jak to działa? Badacze stworzyli platformę z 1050 studniami (każda z dwoma mikroskopowymi filarami), które wypełnili pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi, czyli takimi mającymi zdolność różnicowania się w komórki innych typów oraz kolagenem komórkami tworzącymi tkankę łączną. Ta kombinacja tworzy zbitą tkankę, którą można następnie wykorzystać do stworzenia bioatramentu do drukarki 3D i drukowania fragmentów serca.

I choć na ten moment nie ma jeszcze mowy o całym działającym sercu z drukarki 3D, to osiągnięcie naukowców pokazuje ogromny postęp, jaki poczyniliśmy na tej drodze, a do tego dostarcza materiał możliwy do wykorzystania podczas zabiegów regeneracyjnych (np. zastępowania blizn), ratowania życia noworodków z wadami wrodzonymi serca (tkanka do "łatania" serca, która rośnie razem z pacjentem) czy opracowania skuteczniejszych modeli leczenia różnych chorób.