Srce je organ kojeg je lako isprintati, predviđa se već za 10 godina

heart-bioprint-640x353Tim liječnika koji se sastoji od kardiovaskularnih znanstvenika objavio je kako će za 10 godina postojati mogućnost 3D printanja cijelog srca na osnovu stanica primatelja.

Stuart K. Williams je jedan od vodećih znanstvenika koji rade na ovom istraživanju. On je izvršni direktor i znanstvenik na Cardiovascular Innovation Institutu. Ima mnogo godina iskustva u području bioinženjerstva, a na ideju da proizvede srce ga je potaknuo rad kolege Charlesa Lindbergha koji je u velikoj mjeri doprinio napretku medicine.

Problemi na koje su naišli su nažalost financijske prirode. Projekt traje 10 godina i u tom razdoblju biti će potrebno mnogo novca koji će se morati rasporediti i razumno ulagati. Pored toga, područje na kojem rade je novo i još uvijek nema dovoljno sredstava kojima bi se omogućila nova istraživanja, ali Williams vjeruje da će i novca biti više kako zanimanje za bioinženjerstvo bude raslo, a nova saznanja budu primijenjena za bioprintanje organa.

Tim znanstvenika, među kojima je i Williams, već je proizveo koronarnu arteriju i isprintao najmanje krvne žile srca. Istraživanje je na ovaj način napredovalo jer se isprintane 3D krvne žile mogu povezati s tkivom primatelja i tako omogućiti normalan optok krvi u isprintanom tkivu. Znanstvenici ne žele printati dio po dio, nego cijelo srce. Time bi mogli ne samo izliječiti srce, nego ga i zamijeniti.

Za sada je rad bioprintera usmjeren na udvostručavanje manjih dijelova, ali planiraju isprintati organ u cjelini u razdoblju od tri sata. Pri tome bi srcu trebao još jedan tjedan izvan tijela kako bi sazrelo. Neki dijelovi, kao što su zalisci i najveće krvne žile, će se ipak morati isprintati unaprijed. Cijeli proces bi se završio povezivanjem srca, zalisaka i velikih krvnih žila.

Novo srce iz masnoga tkiva

Kako bi se ovaj proces mogao provesti, potrebno je obaviti i pripreme. U operacijskoj sali će se pacijentu uzeti dio masnog tkiva i izdvojiti regenerativne stanice. Njih će liječnici pomiješati s otopinom koja sadrži vanstaničnu matricu molekula i drugih čimbenika, nakon čega će sve staviti u bioprinter. Tada će bioprinter proizvesti srce.

Bioinženjeri su već ranije isprintali malu 3D funkcionalnu jetru. Problem koji su imali odnosi se na održavanje jetre funkcionalnom. Jetra koju su proizveli bila je debela jedan milimetar a široka četiri milimetra. Funkcionalna je bila samo pet dana. Potrebno je proizvesti organe čiji će vijek biti znatno duži.

Promjene koje će se uvesti pri printanju cijelog srca vezane su za poticanje prirodnog procesa samostalnog organiziranja stanica u srcu. Stanice bi se spojile i ispreplele, kao i 3D krvne žile s krvnim žilama primatelja čime bi krv prirodno tekla isprintanim žilama. Ovako bi razni dijelovi cjeline bili zajedno, a manje krvne žile bi povezale dijelove cjeline kako bi svaki dio dobio hranjive sastojke koji su mu potrebni.

3D printeri srca rasprostranjeni kao radiološki aparati

Williams vjeruje da će bioprintanje srca biti znatno lakše jer je za njega ono samo pumpa s cjevčicama koje je potrebno povezati. Smatra da su drugi organi znatno složeniji, npr. bubreg ili mozak. Uvjeren je da će i sve veći interes za područje bioinženjerstva pomoći u napredovanju projekata kao što je ovaj kako bi se ovo područje još više proširilo. Mnoge druge grane medicine imat će koristi od rezultata do kojih se dođe na kraju ovog projekta. Već postoji veliko zanimanje za projekat jer svi shvaćaju da će ovakva tehnologija omogućiti i dodatne novosti kojima bi se razvili i novi načini liječenja dijelova srca ili krvožilnog sustava. Prve verzije će sasvim sigurno puno koštati ali uvijek je tako kada se radi na velikim otkrićima.

Možda će jednog dana 3D printer biti toliko prisutan u svim bolnicama da će se njegova rasprostranjenosti moći porediti s rasprostranjenosti radioloških uređaja.

Ovo otkriće, naravno, ne bi bilo moguće bez ranijih saznanja znanstvenika s Instituta pri Univerzitetu Toronto i Centra za regenerativnu medicinu koji su proučavali mogućnosti za pravljenje trodimenzionalnog kardiovaskularnog tkiva. Oni su proučavali vrste i zastupljenost stanica koje stvaraju funkcionalno tkivo srca. Srce nije načinjeno od samo jedne vrste stanica, i prije ovog istraživanja znanstvenici nisu znali kako pomiješati različite vrste stanica u srčanom tkivu pri inženjerskom postupku kako bi tkivo imalo odgovarajući sastav i postiglo razinu zrelosti koju ima pravo ljudsko srce, a pravim sastavom stvorili su trodimenzionalne poveznice koje oponašaju strukturu tkiva ljudskog srca. Rezultat ovog otkrića bilo je stvaranje prvog trodimenzionalnog uzorka tkiva zahvaljujući kojem su i znanstvenici koji su radili s Williamsom mogli stvoriti svoj projekat.

Brži oporavak nakon ozljeda

Pored novosti o mogućnosti stvaranja trodimenzionalnog srca, prije nekoliko dana objavljeni su rezultati istraživanja tima koji je predvodio profesor James Martin. Naime, i oni nam donose lijepe vijesti. Otkrili su prolaz u kojem se inače sprječava oporavak srca nakon ozljede kod odraslih ljudi. Nakon što su otklonili signale iz spomenutog prolaza, oporavak je bio sasvim moguć. Razlog tome je mogućnost da se srčane mišićne stanice, kardiomiociti, umnože, što kod ozlijeđenog srca u kojem dolazi do blokade nije bio slučaj. Saznanje da je ovo moguće pomoći će znanstvenicima da dalje razviju metode kojima bi se oporavak srca nakon miokardijalnog infarkta, koji najčešće dovodi kardiomiocite do odumiranja, učinio boljim i učinkovitijim.

Benefiti aspirina

Postoje načini na koje i sami možemo spriječiti oštećenja srca. Posljednja istraživanja pokazuju kako je bolje popiti aspirin prije spavanja umjesto ujutro. Manja količina aspirina preporučuje se ljudima kod kojih je povećan rizik od srčanih oboljenja te kako bi se spriječilo ponovno oboljenje srca. Ovime se smanjuje aktivnost trombocita. Njihova povećana aktivnost doprinosi većem riziku od teških oboljenja srca, ali ovo jednostavno rješenje promjene doba dana kada se uzima aspirin mogla bi pomoći milijunima pacijenata koji ga svakodnevno uzimaju.

Znanstvenici stalno unaprjeđuju medicinu i zahvaljujući pronalascima mnogih provedenih istraživanja možemo očekivati i konkretne rezultate. Možda će za one najvažnije ipak trebati više vremena, ali uz stalni trud i nova istraživanja rezultati sasvim sigurno neće izostati.

Izvori: Wired, University of Toronto, American Heart Association, The Company of Biologists

Share This

Leave a Comment