Izraelští vědci 3D tisknou malé živé srdce vyrobené z lidské tkáně

Coeur Israel 15 04 2019

Budoucnost je tady. Jako první na světě vytvořili izraelští vědci živé srdce pomocí nového revolučního procesu 3D tisku, který kombinuje lidskou tkáň odebranou pacientovi.

V listopadu vědci z Tel Avivské univerzity uvedli, že ano vynalezl první plně personalizovaný tkáňový implantát vytvořené z biomateriálů a buněk pacienta, čímž se otevírá cesta pro novou technologii, která by umožnila vyvinout jakýkoli typ tkáňového implantátu z malé biopsie tukové tkáně.

Dnes tito výzkumníci vytvořili skutečné srdce pomocí svého inovativního procesu at Laboratoř tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny vedená profesorem Talem Dvirem, docentem na katedře molekulární mikrobiologie a biotechnologie na univerzitě v Tel Avivu.

ZOBRAZIT DOBŘE: Izraelští vědci vyvíjejí tkáňové implantáty pomocí buněk pacientů.

"Je to poprvé, co se někomu podařilo navrhnout a vytisknout srdce kompletní s buňkami, krevními cévami, komorami a dutinami," řekl profesor Dvir na pondělní tiskové konferenci na univerzitě.

Proces zahrnoval odstranění tukové tkáně, po kterém byly odděleny buněčné a nebuněčné materiály. Když byly buňky přeprogramovány tak, aby se staly pluripotentními kmenovými buňkami a účinně se diferencovaly na srdeční nebo endoteliální buňky, extracelulární matrice (ECM), trojrozměrná síť extracelulárních makromolekul, jako je kolagen a glykoproteiny, byla transformována na personalizovaný hydrogel, který sloužil jako "inkoust" pro tisk, uvedla Tel Avivská univerzita.

Diferencované buňky byly poté smíchány s biologickými inkousty a použity k 3D tisku imunokompatibilních, pro pacienta specifických srdečních plaků s krevními cévami a následně malého celého srdce.

Kardiovaskulární onemocnění jsou celosvětově hlavní příčinou úmrtí, podle Světové zdravotnické organizace. Jen v roce 2016 zemřelo na srdeční onemocnění odhadem 17,9 milionu lidí, většina z nich na infarkt nebo mrtvici.

Transplantace srdce je v současnosti jedinou dostupnou léčbou pro pacienty v konečném stádiu srdečního selhání. A s nedostatkem dárců srdce by tento vědecký průlom mohl vést v lékařském světě a vydláždit cestu pro potenciální revoluci v oblasti transplantací orgánů a tkání.

"Toto srdce je vyrobeno z lidských buněk a biologického materiálu specifického pro pacienta. V našem procesu tyto materiály slouží jako biologické inkousty, látky na bázi cukrů a proteinů, které lze použít pro 3D tisk komplexních tkáňových modelů.", řekl profesor Dvir.

"V minulosti lidé úspěšně 3D tiskli strukturu srdce, ale ne pomocí buněk nebo krevních cév. Naše výsledky demonstrují potenciál našeho přístupu k zakázkovému inženýrství náhrady tkání a orgánů v budoucnosti," dodal.

Tel Avivská univerzita vysvětlila, že v současné metodě tkáňového inženýrství pro regenerativní medicínu jsou buňky izolovány od pacienta a kultivovány v biomateriálech, syntetických nebo přírodních, pocházejících z rostlin nebo zvířat, aby byly sestaveny do funkční tkaniny. Po transplantaci mohou vyvolat imunitní odpověď, která může vést k odmítnutí implantované tkáně.

Pacienti, kteří dostávají umělou tkáň nebo jiné implantáty, často vyžadují léčbu imunosupresivy, což může ohrozit jejich zdraví.

S tímto vývojem „pacienti již nebudou muset čekat na transplantaci nebo užívat léky, aby zabránili odmítnutí“. Místo toho budou vytištěny potřebné orgány, plně personalizované pro každého pacienta, uvedla univerzita v prohlášení.

Proces byl popsán v článku nazvaném „3D tisk na zakázku prokrvitelná tlustá srdeční srdce“ zveřejněno v pondělí v "Advanced Science", recenzovaném vědeckém časopise.

Výzkum pro tuto studii provedl společně profesor Dvir, Dr Assaf Shapira z Fakulty přírodních věd TAU a Nadav Moor, doktorand v laboratoři.

Ve své studii tým pracoval se dvěma modely: jedním vyrobeným z lidské tkáně a druhým z potkaní tkáně.

Během tiskové konference profesor Dvir poukázal na to, že technologie „nebude zítra k dispozici na klinikách ani v nemocnicích, jsme pouze ve velmi raných fázích této technologie“. Ale říká, že zhruba za deset let, jak se technologie 3D tisku vyvíjí, mohou mít nemocnice a kliniky tyto tiskárny na místě.

Scheme 1 1024x737

Profesor Dvir vysvětlil, že srdce, v současné době velikosti králíka, bude muset projít procesem zrání v bioreaktorech - systému, který podporuje biologicky aktivní prostředí - aby udržely buňky naživu a pěstovaly je, aby se do nich vešlo srdce v životní velikosti. a zároveň je „učí“ organizovat se, vzájemně se ovlivňovat a dosahovat schopnosti pumpování.

V současné době říká, že "buňky jsou schopny se stahovat odděleně, ale ne pumpovat."

Proces tisku trvá 3 až 4 hodiny, ale proces vytvrzování trvá asi měsíc, po kterém vědci začnou testovat malá zvířata, jako jsou králíci a krysy.

Doufají, že se tak stane za rok nebo dva.

Dr Shapira říká NoCamels, že vědci vytisknou 3D srdce těchto zvířat z jejich vlastní tkáně, poté provedou transplantace a zahájí klinické testy.

Potenciál je velký. Podle profesora Dvira je použití „domorodých“ materiálů specifických pro pacienta zásadní pro úspěšné tkáňové a orgánové inženýrství.

"Biokompatibilita umělých materiálů je zásadní pro eliminaci rizika odmítnutí implantátu, což ohrožuje úspěch těchto léčebných postupů," řekl. "V ideálním případě by biomateriál měl mít stejné biochemické, mechanické a topografické vlastnosti jako tkáně pacienta. Zde můžeme uvést jednoduchý přístup k 3D tisku tlustých, vaskularizovaných a perfuzních srdečních tkání, které zcela odpovídají imunologickým, buněčným, biochemickým a anatomické charakteristiky pacienta."

Existují ale i značné překážky. Za prvé jsou tu náklady. Podle profesora Dvira stojí proces tisku srdce v laboratoři „několik tisíc šekelů“, ale pokud bude technologie v budoucnu komercializována, bude pravděpodobně drahá.

Vědci budou muset vytisknout srdce lidské velikosti, což by mohlo představovat výzvu. "Jak vytisknete všechny buňky a všechny krevní cévy srdce," zeptal se profesor Dvir s odkazem na současné limity rozlišení 3D tiskáren.

„Musíme vzít v úvahu, že se vyvíjí i technologie 3D tisku,“ řekl.

"Možná za deset let budou tiskárny orgánů v nejlepších nemocnicích na světě a tyto procedury se budou provádět běžně," řekl.

 

Zdroj: Nocamels.com prostřednictvím anonymního přispěvatele

 

Dodatečné informace :

Crashdebug.fr: Americké laboratoře pěstují lidské orgány, podle TF1


Přihlaste se k odběru Daily Crashletter

Přihlaste se k odběru Crashletteru a získejte všechny nové články na webu v 17:00.

Přátelské stránky