Prima inimă vascularizată, perfect funcțională, a fost realizată cu ajutorul imprimantei 3D, folosindu-se celule stem pluripotente. Oamenii de știință de la Massachusetts General Hospital și Harvard Medical School au crescut cu succes o inimă umană din celulele pielii adulte, iar o echipă de cercetători de la Universitatea din Tel Aviv a reușit să imprime 3D structura inimii, folosind celule stem și materiale biologice.

 Experimentul oamenilor de știință de la Massachusetts General Hospital a constat inițial în scufundarea a 73 de inimi umane care nu erau viabile pentru transplant într-o soluție de curățare. Scopul a fost acela de a elimina celulele care ar putea să declanșeze organimului o reacție adversă, eliminând astfel riscul incompatibilității între inimă și pacient. Mai precis, aceștia au rămas practic cu un schelet al cordului încărcat cu vase sangvine. 

Ulterior, au luat celulele pielii și le-au transformat în celule stem pluripotente, tipurile de celule stem care pot fi specializate în orice parte a corpului uman, folosind ARN mesager. Apoi, au imitat mediul în care o inimă umană crește și au infuzat celulele cardiace cu o soluție nutritivă care a facilitat dezvoltarea în două tipuri de celule cardiace. Au lăsat celulele acolo timp de două săptămâni.

După cele două săptămâni, au transmis șocuri electrice inimii și aceasta a început să bată. Mai mult decât atât, țesutul din interior părea a fi bine structurat și funcțional.

Procesul de imprimare 3D a durat 3-4 ore

Procesul de imprimare a unei inimi complete cu vase de sânge, ventricule și camere a presupus efectuarea unei biopsii de țesut gras de la pacienți, după care s-au separat materialele celulare. În timp ce celulele au fost reprogramate pentru a deveni celule stem pluripotente și diferențiate de celulele cardiace sau endoteliale, matricea extracelulară (ECM), o rețea tridimensională de macromolecule extracelulare, cum ar fi colagenul și glicoproteinele, a fost transformată într-un hidrogel personalizat care a servit ca o „cerneală” de printare.

„Această inimă este facută din celule umane și materiale biologice specifice pacientului. În procesul nostru, aceste materiale servesc drept bio-cerneluri, substanțe obținute din zaharuri și proteine, ​​care pot fi utilizate pentru tipărirea 3D a modelelor de țesut complex. Rezultatele demonstrează potențialul abordării noastre pentru ingineria personalizată de înlocuire a țesuturilor și organelor în viitor.” a declarat profesorul Tal Dvir de la Școala de Biologie Celulară Moleculară și Biotehnologie TAU, care a condus studiul de cercetare.

În acest stadiu, inima imprimată 3D produsă la Școala de Biologie Celulară Moleculară și Biotehnologie TAU este dimensionată pentru un iepure și va trebui să treacă printr-un proces de maturare în bioreactoare pentru a menține celulele în viață și pentru a le crește, pentru a se adapta la o inimă de dimensiuni medii. Următorul pas pe care îl urmăresc cercetătorii este să învețe inimile printate să obtină capacitatea de pompare.

Procesul de maturare va dura aproximativ o lună, după care inimile printate 3D vor fi transplantate în animale, cum ar fi iepuri și șobolani, pentru testare. „Speranța este ca în termen de 10 ani să existe imprimante pentru organe 3D în cele mai bune spitale din întreaga lume, iar aceste proceduri să se efectueze în mod obișnuit .” a declarat profesorul Tal Dvir.

Proiectul se află abia la început, însă descoperirea poate să salveze viețile a milioane de oameni care suferă de afecțiuni cardio-vasculare.

Vrei să afli mai multe despre recoltarea de celule stem la naștere?

Transplantul de inimă, singura șansă la viață pentru bolnavii cu insuficiență cardiacă

Bolile cardio-vasculare rămân principala cauză a mortalității din întreaga lume. La nivel mondial oamenii care suferă de afecțiuni ale inimii fie sunt sortiți unor tratamente medicamentoase, pe care le administrează tot restul vieții, fie sunt nevoiți să se înscrie pe listele de așteptare pentru a putea face un transplant de cord. Însă, aici intervine și cea mai mare problemă. 

Șansele ca aceștia să poată căpăta rapid inima compatibilă pentru transplant sunt extrem de mici, pentru că nu există donatori, iar perioadele de așteptare se pot întinde chiar și pe mai mulți ani. Transplantul de inimă este adesea singurul tratament disponibil pentru pacienții cu insuficiență cardiacă în stadiu final. Lista de așteptare este lungă și adesea mulți pacienți mor, așteptând o șansă de supraviețuire. Peste 25 de milioane de oameni suferă de insuficiență cardiacă.

Celulele stem, miracolul din medicina regenerativă

Majoritatea țesuturilor umane au o capacitate proprie de refacere, după ce au fost afectate în urma unor leziuni sau boli, spre exemplu pielea sau ficatul sunt organele cu cel mai mare potențial. Însă, capacitatea de regenerare este autolimitată, existând diferențe între țesuturi și organe.

În prezent, datorită studiilor științifice care evoluează permanent, putem vorbi de un viitor în ceea ce privește regenerarea celulară și ingineria tisulară. Specialistii în domeniu consideră că medicina regenerativă se va concentra în jurul a patru arii principale: terapiile celulare, în care celulele stem au un rol central, terapia genică,  obținerea de țesuturi și organe 3D și terapiile de stimulare a proceselor reparatorii proprii. 

Celulele stem pluripotente și potențialul lor de vindecare sunt un subiect de interes major pentru cercetătorii din bioinginerie din toate colțurile lumii. Tocmai de aceea, medicina regenerativă evoluează permanent, iar studii clinice privind utilizarea celulelor stem au loc în centrele medicale din întreaga lume.

Dacă vrei ca în viitor copilul tău să beneficieze de progresele medicinei regenerative și a celulelor stem pluripotente, alege recoltarea celulelor la naștere cu Baby Stem și îi vei oferi șansa la sănătate.