Напечатанное живое сердце
Будущее уже здесь, оно живое и бьётся. Учёные из Тель-Авивского Университета напечатали первое в мире трехмёрное сердце с кровеносными сосудами, используя персонализированные «чернила» из коллагена, белка, который поддерживает клеточные структуры, и иных биологических компонент.
Об этом необычайном прорыве сообщили учёные профессор Таль Двир, доктор Ассаф Шапира из факультета естественных наук ТАУ и Надав Нур, его докторант, в журнале Advanced Science.



Само сердце размером с кроличье, и оно ещё не работает. Двир заметил, что «печать» человеческого сердца будет использовать такую же технологию.

«Нам нужно развивать улучшенную технологию», – сказал он. «Клетки ещё не сформировали насосную способность; в настоящее время они могут сокращаться, но нам нужно, чтобы они работали вместе. Мы надеемся, что мы добьёмся успеха и покажем эффективность и пользу нашего метода».

Иными словами, следующим этапом является выращивание сердца размером с сердце грызуна в лаборатории, его печать и вызревание, а также обучение искусственного, но биологического органа, «вести себя» как сердце. Ещё нужно испытать напечатанные сердца на животных, чтобы проверить их функциональность.



Профессор Таль Двир



Профессор Таль Двир

Прорывы учёных в Тель-Авиве являются вехой в науке трансплантологии: ткани печатали и раньше, но в них отсутствовала васкуляризация – кровеносные сосуды – без которых нормальное функционирование сложной ткани невозможно.
Печать тканей была и раньше, но лишь простых тканей без кровеносных сосудов. «Это первый случай, когда кто-либо успешно спроектировал и напечатал целое сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами», – сказал Двир.
Например, учёные успешно печатали ткани хряща и аортального клапана, но цель заключалась в том, чтобы создать ткани с васкуляризацией: кровеносные сосуды, включая капилляры, без которых органы не могут выжить, не говоря уже о функционировании.

Тель-авивские учёные начали с жировой ткани человека и разделили клеточные и неклеточные компоненты. Затем они перепрограммировали клетки, чтобы они превратились в плюрипотентные стволовые клетки, которые затем могли бы стать мышечными или эндотелиальными клетками.

Неклеточные материалы, включая большое количество белков, были переработаны в «персонализированный гидрогель», который служил «чернилами», – пояснил Двир.



Ассаф Шапира смотрит на печать сердца

Хотя технология все ещё находится на раннем этапе, печатные органы уже используются в учебных целей в медицинских школах и у врачей в целях планирования сложных операций.

Двир надеется, что технология позволит произвести сердца, пригодные к трансплантации, а также заплатки в регенерации больных сердец.



Печать органа состоит из трёх главных этапов. Первый, этап допечатной подготовки, включает сканирование органа, например, при помощи МРТ. На втором этапе печатается орган, слой за слоем, а на третьем этапе происходит «вызревание» печатного органа в биореакторе.





По информации ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания являются главной причиной смерти в мире, и в настоящее время трансплантация является единственным вариантом у пациентов в худших случаях.
Но количество доноров ограничено, и многие умирают в ожидании. А пациенты, получившие трансплантаты, порой умирают из-за иммунной реакции.

Сердце считалось особенно сложным в изготовлении из-за его большой сложности и давления, которое ему нужно выдерживать.

Ключевым моментом является то, что использование собственных клеток пациента значительно снижает вероятность иммунной реакции, пояснил Двир. Его самая большая н��дежда на то, что печать органов сделает их пожертвование излишним.
«Возможно, через 10 лет в лучших больницах мира появятся принтеры, печатающие органы, и эти процедуры станут регулярны», – сказал он.
Также он сказал, что больницы, скорее всего, начнут с более простых органов, чем сердце.

Ссылки


Israeli Scientists Print World’s First 3-D Heart – Haaretz

Israeli scientists unveil world’s first 3D-printed heart with human tissue – The Times of Israel

3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts – Advanced Science