Čo to znamená pre budúce dary? Môžeme „vytlačiť“perfektné srdce pripravené na transplantáciu?
Koncept „tlačiarenských“orgánov, ktorý bol donedávna viditeľný iba vo filmoch sci-fi, vyplynul z dvoch paralelných vedeckých objavov. Prvým z nich sú 3D tlačiarne, ktoré sa objavili asi pred desiatimi rokmi ako technické zázraky a nedávno sa začali používať v aplikovanej vede ako ekonomicky dostupné zariadenie, ktoré sa dá použiť v mnohých technologických oblastiach.
Druhou oblasťou zrýchleného vývoja je molekulárna biológia a genetické inžinierstvo, ktoré umožňuje vedcom študovať a zasahovať do prírodných biologických procesov na bunkovej a jadrovej úrovni.
Model tlačeného ľudského srdca, ktorý predstavili vedci z univerzity v Tel Avive, upútal pozornosť po celom svete. Križovali sa tu dve osi rozvoja. Štúdia rozptyľuje mnohé pochybnosti o možnosti tlače ľudských orgánov v budúcnosti. Aby ste tomu uverili, musíte povedať niekoľkokrát: vedci vytvorili ľudské srdce z ľudských buniek (pýcha je tiež spôsobená skutočnosťou, že hovoríme o izraelských vedcoch).
Nová kapitola sa otvorila mnohými spôsobmi, ale to je len začiatok. Existuje veľa prekážok, ktoré treba prekonať pred transplantáciou neuzatvorených orgánov vytvorených z ich vlastných buniek na človeka. Štúdia však tiež ukazuje, ako sa môžu vyskytnúť neočakávané objavy. Profesor Tal Dvir, ktorý viedol štúdiu, tvrdí, že ešte stále je dlhá cesta, ale úspech otvára nové obzory. Toto je začiatok cesty, kde vedci chápu, čo sa musí stať, aby ľudia mohli pracovať s 3D orgánmi.
Haaretz: Fotografie procesu tlače sú úžasné. Aký je však stav tejto priehľadnosti srdca a nakoľko sme blízko k tomu, ako sa to stane?
Počas fázy tlače sa srdcia umiestňujú do bioreaktora - druhu nádoby naplnenej živinami pre bunky (rastové médium) - ktorá môže sledovať, čo sa deje, a vytvárať optimálne podmienky, aby srdcia „dozreli“a vytvorili jediný, tlčiaci orgán. „Čaká nás proces pokusov a omylov. Chceme vidieť, či všetky kusy zapadajú do srdca tak, aby pri pulzovaní správne fungovali. Neočakávame okamžitý úspech. Stane sa to, “hovorí Dvir.
Čo sa stane potom, čo srdce dozrelo a začne normálne fungovať? Vedci dúfajú, že do jedného roka transplantujú prvé potlačené srdce na zviera - králika alebo potkana, ale čo ľudia?
Propagačné video:
- Pre vedcov je stále ťažké stanoviť časový rámec. Ich cieľom je vo všeobecnosti zabezpečiť, aby sa do desiatich rokov v nemocniciach objavili potrebné tlačiarne, ktoré by vytvorili trojrozmerné ľudské tkanivo alebo také zložité orgány ako srdce.
Aký dôležitý je tento úspech v oblasti tlače ľudských orgánov?
- Veľmi veľký. Prepojenie medzi 3D tlačou a biológiou a tlačou ľudských orgánov je relatívne nové. V tejto súvislosti sa tlačiarne používajú na vytváranie kostných implantátov, ako je titánová stehenná kosť; tkanivo vyrobené zo všetkých alebo z polovice prírodných materiálov, ako je kostná dreň („pasívne“tkanivo) alebo krvné cievy. Teraz je možné prvýkrát vytlačiť skutočný ľudský orgán s veľkým počtom biologických charakteristík.
Aké sú obmedzenia takéhoto nového srdca?
- Stále nie je dokonalá, jej funkčná schopnosť zatiaľ nebola dokázaná. Skutočnosť, že pozostáva z dvoch typov buniek - svalov a krvi - je dôležitým úspechom, ale v srdci sú aj ďalšie bunky. Vedci sú technicky schopní vytvárať tieto a ďalšie kmeňové bunky, rovnako ako produkujú bunky, ktoré potrebujeme. To je to, čo plánujú urobiť ďalej.
Aké je obmedzenie tlače ľudského srdca správnej veľkosti, ktoré bude pripravené na transplantáciu?
- Existuje niekoľko obmedzení v rôznych fázach procesu, ale na tom pracujú. Najskôr je potrebné veľké množstvo buniek, aby sa vytvorilo ľudské srdce normálnej veľkosti. Vyžaduje si to miliardy buniek a existuje veda, ktorá sa zaoberá ich reprodukciou. Tu sa dostávame k dôležitosti urýchlenia bunkového rastu. Po druhé, tlačiarne. Úroveň tlačiarní teraz nie je zlá, stále však nemajú dostatočnú expanziu. Táto oblasť sa bude aj naďalej rozvíjať. Len čo bude takáto infraštruktúra zavedená, bude možné vytvoriť všetky potrebné bunky a vytlačiť srdce v blízkosti tej skutočnej.
Je možné jedného dňa vytvoriť silnejšie „vylepšené“srdce?
- Teraz pracujeme na tlači srdca, ktoré sa bude čo najviac podobať skutočnému.
Čo to znamená v kontexte tlače iných orgánov?
- Na jednej strane schopnosť tlače srdca dokazuje, že je to v zásade možné. Presnejšie povedané, každý orgán má svoje vlastné charakteristiky. Nie som si istý, či pokrok v srdcovej tlači nevyhnutne povedie k prelomu pri vytváraní orgánov, ako sú obličky, pečeň alebo pankreas.
Aké ďalšie aplikácie má táto technológia?
„Vytváranie tlačených textílií v najbližších rokoch pribudne širšie uplatnenie, čo zmení tvár medicíny. Táto technológia sa môže použiť na vytvorenie alebo liečenie orgánov od srdca po ťažké popáleniny. Vedci, ktorí pracujú paralelne, doteraz testovali kúsok srdcového tkaniva na ošípaných.
Ido Efrati