Serce z drukarki 3D? Naukowcy są na dobrej drodze
Naukowcy Instytutu Wyss poinformowali, że udało im się wydrukować na drukarce 3D działający fragment ludzkiego serca, za pomocą którego można naprawić uszkodzenia powstające w naszym życiodajnym organie, np. na skutek zawałów.
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.
Działające fragmenty serca z drukarki 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.
Jennifer Lewis i jej zespół 3D Organ Engineering Initiative Instytutu Wyss dokonują ogromnych postępów, które coraz bardziej zbliżają nas do realistycznego drukowania 3D żywych ludzkich tkanek, takich jak serce, które można wykorzystać chirurgicznie do naprawy urazów i które można rosnąć po zastosowaniu u pacjentów pediatrycznych
