Будущее кардиологии и кардиохирургии уже здесь, оно живое и бьется. Ученые TAU (университета Тель-Авива) первыми в мировой практике распечатали на трехмерном принтере васкуляризированное сердце. Для этого они использовали чернила, изготовленные из коллагена (белка, поддерживающего клеточные структуры) и других биомолекул, которые могут быть взяты из тела самого пациента, соответственно решая проблему отторжения организмом чужеродных тканей.
Профессор Школы молекулярной биологии клетки и биотехнологий TAU, ведущий исследователь – Таль Двир – рассказал, что пока им удалось создать орган величиной с кроличье сердце, и на данный момент оно еще не функционирует должным образом. Однако, по словам автора научной работы, для печати полноценного сердца человека будет использоваться та же самая технология.
«Мы должны усовершенствовать напечатанное сердце. Его клеткам предстоит научиться выполнять насосную функцию. В настоящее время они уже умеют сокращаться, но нам необходимо добиться того, чтобы сократительная и насосные функции действовали вместе. Я уверен, что мы добьемся успеха и докажем эффективность и полезность нашего метода» - утверждает профессор.
Другими словами, на следующем этапе изратльские ученые собираются вырастить сердце в лабораторных условиях и научить искусственный, но имеющий биологическое происхождение орган действовать как настоящее сердце. После этого они планируют трансплантировать распечатанные органы животным, чтобы испытать их функциональность.
Скорее всего, пройдут годы, прежде чем новая технология сможет создавать органы для трансплантации человеку. Тем не менее, достижение тель-авивских ученых – это огромный прорыв. Ранее ткани сердца уже печатались на трехмерном принтере, но они не были васкуляризированы, то есть не имели сосудистой сетки.
В ходе эксперимента у пациента взяли небольшое количество жировых клеток. Затем ученые отделили клеточный материал от внеклеточного. ДНК клеток изменили таким образом, чтобы получить плюрипотентные стволовые клетки. Они впоследствии могут эффективно дифференцироваться в клетки сердца. Внеклеточные структуры, включая коллаген и гликопротеиды, были переработаны в специальный гель, послуживший основой для печати. Клеточный материал затем смешивали с биочернилами и использовали для создания иммунно-идентичных васкуляризированных сердечных «заплат», а затем и целого сердца.
Таль Двир надеется на то, что в течение примерно 10 лет технология может привести к разработке органов, пригодных для пересадки. Процесс печати органа включает в себя три основных этапа:
До сих пор сердце считалось одним из самых сложных органов для печати, из-за его анатомического устройства и давления, которое оно должно выдерживать. Сейчас ученые близки к решению этой задачи. Также Таль Двир обращает внимание на то, что использование собственных клеток пациента для изготовления «чернил», значительно снижает вероятность отторжения органов. Он очень надеется на то, что благодаря технологии 3D-печати, практика донорства органов вскоре останется в прошлом.
