Напечатанные сердца
Ученые Тель-Авивского университета (Израиль) впервые в мире создали полностью искусственное сердце. Орган напечатали на медицинском 3D-принтере из материалов на базе клеток реально существующего пациента. Искусственное сердце по всем иммунологическим, клеточным, биохимическим и анатомическим свойствам соответствует организму человека, чьи клетки использовались в качестве основы. Результаты прорывного эксперимента были опубликованы 15 апреля в издании Advanced Science.
Важность события невозможно переоценить: до недавнего времени специалисты в области регенеративной медицины могли создавать только простые ткани без кровеносных сосудов. Израильские ученые стали первыми, кому удалось успешно напечатать столь сложный и важный человеческий орган целиком: с кровеносными сосудами, желудочками и камерами. С учетом того, что пациентов с терминальными стадиями сердечно-сосудистых заболеваний можно спасти только с помощью трансплантации сердца, эксперимент по созданию искусственного сердца открывает новые перспективы для трансплантации будущего. Основные проблемы при трансплантации сердца – это нехватка доноров или долгое их ожидание в очереди. Не менее важным является возможность использовать родственные для каждого пациента клетки и ткани. Вскоре эти препятствия могут быть устранены.
Размеры первого созданного таким образом (с помощью 3D-печати) органа сравнимы с сердцем кролика, однако технология подходит для печати органов любых масштабов. Для этого эксперимента у пациента взяли биопсию жировой ткани, из которой были выделены клеточные и неклеточные структуры. Клетки были перепрограммированы на превращение в плюрипотентные стволовые клетки, из которых формируются различные типы тканей в нашем организме. В свою очередь, внеклеточный матрикс (в частности, гликопротеины), который составляет основу соединительной ткани, был переработан в персонализированный гидрогель, который и стал «чернилами» для 3D-принтера. После смешивания с гидрогелем клетки были эффективно дифференцированы в сердечные и эндотелиальные клетки, пригодные для создания отдельных участков сердца.
В настоящее время ученые продолжают свои изыскания. Клетки сердца, созданные ими, могут сокращаться по отдельности, но не синхронно друг с другом, то есть свою прямую функцию по перекачке крови такое сердце выполнять пока не способно. Прежде, чем ученые заставят искусственное сердце биться по-настоящему, может пройти еще не менее 5-10 лет. Тем не менее, уже в ближайшие 1-2 года ученые намерены провести испытания на животных, которым трансплантируют напечатанные с помощью 3D-принтера сердца.