Учёные впервые создали живое сердце с помощью 3D-печати
Исследователи из Тель-Авивского университета (сокр. англ. TAU) «напечатали» первое в мире искусственное 3D-сердце, используя собственные клетки пациента и биологические материалы.
«Это первый случай, успешного создания целого сердца, заполненного клетками, кровеносными сосудами, с работающими желудочками и камерами», — говорит автор исследования, профессор Тал Двир из Школы молекулярной клеточной биологии и биотехнологии TAU.
Болезнь сердца является одной из основных причин смерти в развитых странах. В настоящее время трансплантация является единственным методом лечения, доступным пациентам с терминальной стадией сердечной недостаточности. Учитывая острую нехватку доноров, необходимость разработки новых подходов к восстановлению больного сердца является актуальной.
«Это сердце сделано из человеческих клеток и специфичных для пациента биологических материалов, которые служат для так называемых био-чернил (Bioinks), которые можно использовать для 3D-печати сложных моделей тканей, — говорит профессор Двир. — До сих пор ученые в области регенеративной медицины успешно печатали только простые ткани без кровеносных сосудов. Наши результаты открывают новый перспективный подход к разработке персонализированной замены тканей и органов в будущем».
«На данном этапе наше трехмерное сердце получилось довольно маленьким, размером с сердце кролика, — объясняет профессор Двир. — Но большие человеческие сердца принципиально не отличаются и требуют такой же технологии».
Для исследования у пациентов была взята биопсия жировой ткани. Клетки были перепрограммированы, чтобы стать плюрипотентными стволовыми клетками. Внеклеточный матрикс (англ. extracellular matrix, ECM), трехмерная сеть внеклеточных макромолекул, таких как коллаген и гликопротеины, преобразованы в персонализированный гидрогель, послуживший основой для «чернил».
После смешивания с гидрогелем клетки были дифференцированы в сердечные или эндотелиальные клетки для создания специфичных для пациента иммунно-совместимых частей (фрагментов) сердца с кровеносными сосудами и, следовательно, всем сердцем.
По словам профессора Двира, использование «нативных» специфичных для пациента материалов имеет решающее значение для успешной инженерии тканей и органов.
Исследователи планируют культивировать печатные сердца в лаборатории и «учить их вести себя как настоящие». На следующем этапе произойдёт эксперимент по пересадке напечатанного 3D-сердца на лабораторных животных.
В случае успеха, по предварительным прогнозам, уже через 10 лет в ведущих клиниках может появиться оборудование для печати органов.
Источник: Тель-Авивский университет
