Исследователи из Тель-Авивского университета напечатали на 3D-принтере первое в мире искусственное сердце, используя собственные клетки пациента и его биологические материалы, сообщается на сайте университета. В будущем подобные органы могут стать донорскими для людей, которым требуется пересадка сердца. Результаты представлены в журнале Advanced Science.
«Это первый случай, когда кто-либо где-либо успешно спроектировал и напечатал целое сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами», – говорит руководитель исследования, профессор Таль Двир (Tal Dvir) из Школы молекулярной клеточной биологии и биотехнологии Тель-Авивского университета.
Маленькое сердце – размером с сердце кролика – было сделано из человеческих клеток и уникальных для пациента биологических материалов. Ученым и раньше удавалось напечатать на 3D-принтере структуры сердца, но не с помощью клеток или кровеносных сосудов.
Для исследования у пациентов взяли биопсию жировой ткани. Затем клеточные и бесклеточные материалы ткани разделили. В то время как клетки были перепрограммированы, чтобы стать плюрипотентными стволовыми клетками (то есть клетками, которые могут стать любыми типами клеток), из внеклеточного матрикса (ECM) – трехмерной сети внеклеточных макромолекул, таких как коллаген и гликопротеины, – был сделан персонализированный гидрогель, который служил «чернилами» для печати.
После смешивания с гидрогелем клетки дифференцировались в сердечные или эндотелиальные клетки для создания специфичных для пациента иммунно-совместимых частей сердца с кровеносными сосудами и целого сердца.
По словам профессора Двира, использование уникальных для пациента материалов имеет решающее значение. Биосовместимость материалов устраняет риск того, что имплантат не приживется и будет отторгнут организмом.
«В идеале биоматериал должен обладать такими же биохимическими, механическими и топографическими свойствами, как и собственные ткани пациента. Здесь мы можем сообщить о простом подходе к 3D-печати толстых, васкуляризированных тканей сердца, которые полностью соответствуют иммунологическим, клеточным, биохимическим и анатомическим свойствам пациента», – отмечает профессор Двир.
По словам исследователей, в настоящее время они планируют культивировать печатные сердца в лаборатории и «учить их вести себя как сердца». Затем они планируют провести исследование с лабораторными животными по пересадке напечатанного сердца.
[Фото: Advanced Science. © 2019 The Authors]
