Il cuore 3D 'stampa' degli scienziati usa il tessuto del paziente

Sebbene la stampa 3D abbia fatto passi da gigante negli ultimi anni, usarla per stampare organi umani funzionanti è ancora un sogno lontano. Di recente, tuttavia, gli scienziati hanno avvicinato questo sogno.

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte negli Stati Uniti.

Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), 610.000 persone negli Stati Uniti muoiono ogni anno per malattie cardiache.

Una volta che è progredito fino alla sua fase finale, l'unica opzione di trattamento è un trapianto di cuore.

Perché ci sono troppi donatori di cuore, l'attesa per un trapianto salvavita è lunga.

Gli scienziati sono desiderosi di trovare il modo di riparare il tessuto cardiaco esistente per rimuovere o rinviare la necessità di un trapianto.

Per esempio, se i chirurghi potessero impiantare un materiale nel cuore, potrebbe costituire un'impalcatura temporanea per supportare le cellule e aumentare la riorganizzazione cellulare.

Questa cosiddetta ingegneria dei tessuti cardiaci ha una serie di problemi; in primo luogo, gli scienziati devono trovare un tipo di materiale che il corpo non rifiuta. I ricercatori hanno già provato una vasta gamma di materiali e metodi, ma i candidati perfetti sono le cellule del corpo del paziente.

Bioink e cellule staminali

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno compiuto alcuni progressi verso la riproduzione artificiale del tessuto umano.

Un gruppo di scienziati dell'Università di Tel Aviv in Israele ha portato avanti questo lavoro e ha spostato l'ingegneria del tessuto cardiaco nella fase successiva.

"Questa è la prima volta che qualcuno da qualche parte ha progettato e stampato con successo un intero cuore pieno di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere".

Ricercatore capo Prof. Tal Dvir

Gli scienziati hanno progettato un approccio rivoluzionario che consente loro di creare la cosa più vicina ad un cuore artificiale fino ad oggi.

Il primo passo consisteva nel prendere una biopsia di tessuto adiposo dal paziente; poi, hanno separato il materiale cellulare dal materiale non cellulare.

I ricercatori hanno riprogrammato le cellule del tessuto adiposo per diventare cellule staminali pluripotenti, che possono svilupparsi nella gamma di tipi di cellule necessarie per far crescere un cuore.

Il materiale noncellulare è costituito da componenti strutturali, come glicoproteine ​​e collagene; gli scienziati hanno modificato questi per trasformarli in un "bioink".

Quindi, hanno mescolato questo bioink con le cellule staminali. Le cellule si differenziavano in cellule cardiache o endoteliali (che rivestono i vasi sanguigni), che gli scienziati potevano usare per creare patch cardiache, compresi i vasi sanguigni.

Descrivono dettagliatamente i loro metodi in un recente articolo pubblicato sulla rivista Advanced Science.

'La dimensione del cuore di un coniglio'

"Questo cuore è costituito da cellule umane e materiali biologici specifici per il paziente e nel nostro processo questi materiali fungono da bioink, sostanze costituite da zuccheri e proteine ​​che possono essere utilizzate per la stampa 3D di modelli di tessuti complessi", afferma il Prof. Dvir.

Prosegue dicendo: "Le persone sono riuscite a stampare in 3D la struttura di un cuore nel passato, ma non con le cellule o con i vasi sanguigni.I nostri risultati dimostrano il potenziale del nostro approccio per la progettazione di sostituzione personalizzata di tessuti e organi in futuro ".

Per dimostrare il potenziale della loro tecnica, gli scienziati hanno creato un cuore piccolo ma anatomicamente preciso, completo di vasi sanguigni e cellule.

"In questa fase, il nostro cuore 3D è piccolo, le dimensioni del cuore di un coniglio", afferma il Prof. Dvir. "Ma i cuori umani più grandi richiedono la stessa tecnologia."

Vale la pena notare che questa tecnologia è ancora molto lontana dall'essere in grado di sostituire i trapianti di cuore. Questo è solo un altro passo lungo il percorso, anche se un passo piuttosto grande.

Il prossimo compito cruciale, come dice il Prof. Dvir, è insegnare loro a comportarsi come cuori; Spiega che "hanno bisogno di sviluppare ulteriormente il cuore stampato: le cellule devono formare una capacità di pompaggio, possono attualmente contrarsi, ma abbiamo bisogno che lavorino insieme".

"La nostra speranza", prosegue, "è che riusciremo a dimostrare l'efficacia e l'utilità del nostro metodo".

C'è ancora una lunga strada da percorrere, ma i ricercatori sono entusiasti di quanto lontano siano arrivati.

"Forse, tra 10 anni, ci saranno stampatori di organi nei migliori ospedali di tutto il mondo, e queste procedure saranno condotte regolarmente".

Prof. Tal Dvir

Questo post è stato utile per te?