Izraelští vědci poprvé v historii vytvořili vaskularizované 3D tištěné lidské srdce. Kombinuje proto lidské tkáně odebrané pacientovi pomocí 3D tiskárny.
Lidské srdce: Využití buněk pacientů
Tým výzkumníků z Tel Avivské univerzity představil 3D tištěné srdce, které zcela odpovídá imunologickým, buněčným, biochemickým a anatomickým vlastnostem lidského pacienta. Až dosud byli vědci úspěšní pouze při tisku jednoduchých tkání bez krevních cév.
„Je to poprvé, kdy se komukoli a kdekoli podařilo zkonstruovat a vytisknout celé srdce. Srdce kompletně vyplněné buňkami, krevními cévami, komorami a srdečními dutinami,“ uvedl prof. Tal Dvir ze School of Molecular Cell Biology and Biotechnology na TAU, který vedl výzkum této studie. Pomáhali mu Nadav Noor, Dr. Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal a Lior Wertheim.
Proces zahrnoval odebrání biopsie tukové tkáně pacientům. Poté byly buněčné a nebuněčné materiály odděleny. Zatímco buňky byly přeprogramovány tak, aby se staly pluripotentními kmenovými buňkami, a následně byly účinně diferencovány na srdeční nebo endoteliální buňky, extracelulární matrix (ECM), trojrozměrná síť extracelulárních makromolekul, jako je kolagen a glykoproteiny, byla zpracována na personalizovaný hydrogel, který sloužil jako tiskový „inkoust“.
Diferencované buňky byly poté smíchány s bioinkousty. Ty byly následně použity k 3D tisku srdečních náplastí specifických pro pacienta a kompatibilních s jeho imunitním systémem, s krevními cévami a následně i celého srdce. Proces 3D tisku trvá přibližně 3–4 hodiny.
První 3D tištěné srdce
„Je to poprvé, kdy se komukoli a kdekoli podařilo zkonstruovat a vytisknout celé srdce, kompletně vyplněné buňkami, krevními cévami, komorami a srdečními dutinami,“ uvedl prof. Tal Dvir ze School of Molecular Cell Biology and Biotechnology na TAU, který vedl výzkum této studie. Pomáhali mu Nadav Noor, Dr. Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal a Lior Wertheim.
Proces zahrnoval odebrání biopsie tukové tkáně pacientům, po kterém byly buněčné a nebuněčné materiály odděleny. Zatímco buňky byly přeprogramovány tak, aby se staly pluripotentními kmenovými buňkami, a následně byly účinně diferencovány na srdeční nebo endoteliální buňky, extracelulární matrix (ECM), trojrozměrná síť extracelulárních makromolekul, jako je kolagen a glykoproteiny, byla zpracována na personalizovaný hydrogel, který sloužil jako tiskový „inkoust“.
Diferencované buňky byly poté smíchány s bioinkousty a použity k 3D tisku srdečních náplastí specifických pro pacienta a kompatibilních s jeho imunitním systémem, s krevními cévami a následně i celého srdce. Proces 3D tisku trvá přibližně 3–4 hodiny.
„Toto srdce je vyrobeno z lidských buněk a biologických materiálů specifických pro pacienta. V našem procesu tyto materiály slouží jako bioinkousty, tedy látky vyrobené z cukrů a proteinů, které lze použít pro 3D tisk komplexních modelů tkání,“ uvedl Dvir. „Lidem se již v minulosti podařilo 3D vytisknout strukturu srdce, ale nikoli s buňkami nebo krevními cévami. Naše výsledky ukazují potenciál našeho přístupu pro tvorbu personalizovaných tkání a náhrad orgánů v budoucnu.“