ORIENTUJ SIĘ: Przeszczep z wydruku 3D

Wyobraź sobie, że twoje uszkodzone mięśnie, kości czy chrząstki mogą zostać zastąpione nowymi, wydrukowanymi w technologii 3D z twoich własnych komórek. Wyobraź sobie, że w przyszłości przeszczep wątroby, serca czy płuc nie będzie wymagał dawcy, lecz jedynie wygenerowania nowych organów z tkanek i specjalnej materii odżywczej. Pomyśl, że to wszystko dzieje się już teraz, na twoich oczach.

Instytut Medycyny Regeneracyjnej w Wake Forest (USA) mierzy się z problemami medycznymi, których rozwiązanie wydawałoby się niemożliwe. Opracowuje metodę prenatalnego leczenia  hemofilii typu A, tworzy innowacyjne terapie pozwalające na regenerację uszkodzonych płuc, a wykorzystując specjalnego obrazowania komputerowe buduje bryły skupisk zdegenerowanych przez nowotwór komórek, co pozwala onkologom dobrać najwłaściwszą metodę leczenia. Ale przede wszystkim – opracowuje metody drukowania uszkodzonych tkanek ciała, co może niebagatelnie przyspieszyć rozwój transplantologii.

Nowa tkanka generowana jest z żywych komórek przez biodrukarki 3D. Technologia znana jest już od dekady, jednak uzyskiwane w ten sposób tkanki były do tej pory zbyt niestabilne, by nadawały się do przeszczepu. W dodatku pozbawione były naczyń krwionośnych, co powodowało, że grubość wydrukowanej struktury nie przekraczała 200 mikrometrów, czyli tysięcznych części milimetra.

Naukowcom z Wake Forest udało się znacznie udoskonalić metodę i drukując jednocześnie z żywych komórek i całkowicie biodegradowalnego polimeru. Taka struktura pozostaje stabilna na tyle długo, by tkanka mogła uzyskać dojrzałość funkcyjną. Problemem było również zapewnienie nowym tkankom odżywiania i oddychania. Rozwiązaniem okazało się zaprojektowanie specjalnych mikrokanałów mogących doprowadzić krew do sztucznych tkanek.

Do tej pory naukowcy wydrukowali już kość będącą fragmentem ludzkiej szczęki, chrząstkę uszną i mięsień szkieletowy. Wszystko przy użyciu żywych komórek ludzkich, króliczych i mysich. Wygenerowane w ten sposób tkanki wszczepiono zwierzętom. Przeszczepy zostały zaakceptowane przez organizm, a w nowej tkance powstała sieć naczyń krwionośnych.

Badania wciąż trwają, prawdopodobnie w nieodległej przyszłości odbędą się pierwsze próby na pacjentach. Należy tu jednak zaznaczyć, że tego typu wydrukowaną tkankę najlepiej jest wykonać z komórek samego pacjenta. Wówczas istnieje najmniejsze ryzyko odrzucenia nowej tkanki.

– Czeka nas jeszcze wiele wyzwań, ale jesteśmy pełni optymizmu i wierzymy, że możemy jeszcze wiele dokonać na polu medycyny regeneracyjnej, a skutki naszej pracy będą miały niepodważalne znaczenie dla zdrowia i jakości życia ludzi nowej ery – mówi dr Anthony Atala, szef zespołu naukowców Instytutu Medycyny Regeneracyjnej w Wake Forest.

Autor | Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka