Kaj to pomeni za prihodnje donacije? Ali lahko »natisnemo« popolno srce, pripravljeno za presaditev?
Koncept "tiskarskih" organov, ki smo ga do nedavnega lahko videli le v znanstvenofantastičnih filmih, je nastal iz dveh vzporednih znanstvenih prebojev. Prvi so 3D-tiskalniki, ki so nastali pred približno desetimi leti kot inženirsko čudo, v zadnjem času pa so jih v uporabni znanosti začeli uporabljati kot ekonomsko dostopno napravo, ki jo je mogoče uporabiti na številnih tehnoloških področjih.
Drugo področje pospešenega razvoja sta molekularna biologija in gensko inženiring, ki raziskovalcem omogočata preučevanje in poseganje v naravne biološke procese na celični in jedrski ravni.
Model tiskanega človeškega srca, ki so ga predstavili raziskovalci z univerze v Tel Avivu, je pritegnil pozornost po vsem svetu. Tu sta se križali dve osi razvoja. Študija razblini številne dvome o možnosti tiska človeških organov v prihodnosti. Če želite to verjeti, morate nekajkrat reči: znanstveniki so ustvarili človeško srce iz človeških celic (ponos povzroča tudi dejstvo, da govorimo o izraelskih znanstvenikih).
Novo poglavje se je odprlo na več načinov, vendar je to šele začetek. Pred presajanjem nezaprtih organov, ki so jih naredili iz lastnih celic, v človeka je treba premagati številne ovire. Toda študija razkriva tudi, kako lahko pride do nepričakovanih prebojev. Profesor Tal Dvir, ki je vodil raziskavo, pravi, da je še dolga pot, a dosežek odpira nova obzorja. To je začetek poti, kjer raziskovalci razumejo, kaj se mora zgoditi, da bi ljudje dobili delujoče 3D organe.
Haaretz: Slike procesa tiskanja so neverjetne. Toda kakšno je stanje te preglednosti srca in kako blizu smo, da vidimo, kako se bo to zgodilo?
Med fazo tiskanja srca postavimo v bioreaktor - nekakšno posodo, napolnjeno s hranili za celice (rastni medij) - ki lahko spremljajo, kaj se dogaja, in ustvarjajo optimalne pogoje, da bi srca zorela, da bi oblikovala en sam, udarni organ. Pričakuje nas postopek preizkusa in napak. Želimo videti, ali se vsi koščki prilegajo skupaj, da srce pravilno deluje, ko pulzira. Ne pričakujemo trenutnega uspeha. A zgodilo se bo, «pravi Dvir.
Kaj se zgodi, ko srce dozori in začne normalno delovati? Znanstveniki upajo, da bodo prvo natisnjeno srce presadili v žival - zajca ali podgano - v enem letu, kaj pa ljudje?
Promocijski video:
- Raziskovalcem je še vedno težko določiti časovni okvir. Na splošno želijo zagotoviti, da se bodo v desetih letih v bolnišnicah pojavili potrebni tiskalniki, ki bodo ustvarili tridimenzionalno človeško tkivo ali tako zapletene organe, kot je srce.
Kako pomemben je ta dosežek na področju tiskanja človeških organov?
- Zelo velik. Povezava med 3D-tiskanjem in biologijo ter tiskanjem človeških organov je relativno nedavna. V tem okviru se tiskalniki uporabljajo za izdelavo kostnih vsadkov, kot je titanova stegnenica; tkiva, izdelana iz vseh ali pol naravnih materialov, kot so kostni mozeg ("pasivno" tkivo) ali krvne žile. Zdaj je bilo prvič mogoče natisniti pravi človeški organ z velikim številom bioloških značilnosti.
Kakšne so omejitve tako novega srca?
- Še vedno ni popoln, njegova sposobnost delovanja še ni dokazana. Dejstvo, da je sestavljen iz dveh vrst celic - mišic in krvi -, je pomemben dosežek, v srcu pa so tudi druge celice. Raziskovalci so tehnično sposobni ustvariti te in druge matične celice, tako kot so to storili za izdelavo celic, ki jih potrebujemo. To nameravajo storiti naprej.
Kakšna je omejitev tiskanja človeškega srca prave velikosti, ki bo pripravljeno za presaditev?
- Na različnih stopnjah postopka obstaja več omejitev, ki pa jih delajo. Najprej je potrebno ogromno število celic za ustvarjanje človeškega srca normalne velikosti. Za to so potrebne milijarde celic in obstaja znanost, ki se ukvarja z njihovim razmnoževanjem. Tu pridemo do pomena pospeševanja rasti celic. Drugič, tiskalniki. Zdaj raven tiskalnikov ni slaba, vendar še vedno nimajo dovolj razširitve. Tudi to področje se bo še naprej razvijalo. Ko bo vzpostavljena takšna infrastruktura, bo mogoče ustvariti vse potrebne celice in natisniti srce blizu pravega.
Ali je mogoče nekega dne ustvariti močnejše, "izboljšano" srce?
- Zdaj delamo na tiskanju srca, ki bo čim bolj spominjalo na resničnega.
Kaj to pomeni v okviru tiska drugih organov?
- Po eni strani sposobnost tiskanja srca dokazuje, da je načeloma mogoče. Natančneje, vsak organ ima svoje značilnosti. Nisem prepričan, ali bo napredek pri tiskanju srca nujno privedel do preboja pri ustvarjanju organov, kot so ledvica, jetra ali trebušna slinavka.
Katere druge aplikacije ima ta tehnologija?
„Očitno bo v prihodnjih letih ustvarjanje tiskanih tkanin postalo širše, kar bo spremenilo obraz medicine. Tehnologija se lahko uporablja za ustvarjanje ali ozdravitev organov, od srca do hudih opeklin. Doslej so znanstveniki, ki delajo vzporedno, testirali košček srčnega tkiva na prašičih.
Ido Efrati