Первое 3D сердце из биологических материалов пациента

Израильские исследователи впервые напечатали на 3D принтере васкуляризированное сердце из собственных клеток пациента и его биологических материалов.

Это первый  орган, воспроизведенный на биопринтере, состоящий из кровеносных сосудов и клеток. По мнению ученых из Тель-Авивского университета, это большой шаг в сторону внедрения трансплантаций сердца с меньшим риском отвержения организмом.

«Впервые было успешно разработано и напечатано целое сердце, состоящее из клеток, кровеносных сосудов и имеющее желудочки и камеры», – сказал профессор Тал Двир из школы молекулярной клеточной биологии и биотехнологии Тель-Авивского университета и руководитель исследования.

Сердечные заболевания, являющиеся причиной смерти номер один для мужчин и женщин в США, часто приводят к сердечной недостаточности в конечной стадии, единственным способом лечения которой является трансплантация. Однако возможность пересадки нового сердца ограничена из-за нехватки доноров, а риски отторжения трансплантированного органа высоки.

Новый 3D орган состоит из человеческих клеток и специфических для пациента биологических материалов, которые действуют как биочернила, состоящие из сахаров и белков и используемые для трехмерной печати сложных моделей человеческих тканей.

Используя биопсию жировой ткани, взятой у пациентов, исследователи разделили клеточные и неклеточные материалы и перепрограммировали клетки так, чтобы они стали плюрипотентными стволовыми клетками. Затем они преобразовали внеклеточный матрикс в персонализированный гидрогель, который использовался в качестве «чернил» для печати, и смешали его с клетками для разделения клеток сердца и эндотелия. Это позволило сначала создать специфичные для пациента иммунно-совместимые сердечно-сосудистые заплаты, а затем и целое сердце.

Орган, о котором идет речь, имеет размеры сердца кролика, но технология подходит для печати человеческого сердца. Авторы открытия планируют пересадить свое творение подопытным животным после того, как они культивируют клетки в лаборатории и «научат» их «вести себя» как клетки сердца.

«Нам нужно продолжить работу над созданием 3D сердца, – сказал Двир. – Клетки должны приобрести способность качать кровь. В настоящее время они могут сокращаться, но нам нужно, чтобы они работали согласованно. Мы надеемся, что добьемся успеха и докажем эффективность и пользу нашего метода. Возможно, через десять лет в лучших больницах мира появятся принтеры для печати органов, и эти процедуры станут обыденным явлением».

Исследование было проведено под руководством Двира, д-ра Ассафа Шапира из факультета естественных наук Тель-Авивского университета; и Надава Мура, аспиранта из лаборатории Двира.

Результаты исследований были опубликованы в журнале Advanced Science.