İlk 3 Boyutlu Vaskülerize İnsan Kalbi Basıldı

Fotoğraf: Hastanın kendi materyallerinden ve hücrelerinden tasarlanan 3 boyutlu basılmış, küçük ölçekli bir insan kalbi.

Tel Aviv Üniversitesi’ndeki (TAU) bilim adamları, bir hastanın kendi hücrelerini ve biyolojik materyallerini kullanarak dünyanın ilk 3 boyutlu vaskülerize kalbini ürettiler.

Araştırmacılar “Hastaya tam olarak uyan kalın vaskülerize dokuların üretilmesi, kardiyak doku mühendisliğinde hala karşılanamayan bir sorun olmaya devam ediyor. Burada, hastanın immünolojik, hücresel, biyokimyasal ve anatomik özelliklerine tam olarak uyan 3D baskı kalın, vaskülarize ve perfüze edilebilir kalp yamalarına basit bir yaklaşım bildirilmektedir. Bu amaçla, hastalardan bir omental doku biyopsisi alınır. Hücreler pluripotent kök hücre olacak şekilde yeniden programlanıp kardiyomiyositlere ve endotel hücrelerine farklılaştırılırken, hücre dışı matris kişiselleştirilmiş bir hidrojel halinde işlenir. Ardından, iki hücre tipi, parankimal kardiyak doku ve kan damarları için biyoinks oluşturmak üzere ayrı ayrı hidrojeller ile birleştirilir ”diye yazdı.

“Fonksiyonel vaskülerize yamaları hastanın anatomisine göre basma kabiliyeti gösterildi. Kan damarı yapısı, oksijen transferinin matematiksel modellenmesi ile daha da geliştirilmiştir. Yamaların yapısı ve işlevi in ​​vitro olarak incelenmiştir, ve kalp hücresi morfolojisi, transplantasyondan sonra değerlendirilir ve bu, masif aktin çizgisi ile uzun kardiyomiyositleri ortaya çıkarır. Ve sonunda, doğal mimariye sahip hücreselleştirilmiş insan kalpleri basılmıştır. Bu sonuçlar kişiselleştirilmiş doku ve organların mühendisliği veya uygun bir anatomik yapı ve hastaya özgü biyokimyasal mikro-ortamdaki ilaç taraması için yaklaşım potansiyelini göstermektedir. ”

Araştırmaya liderlik yapan TAU Moleküler Hücre Biyolojisi ve Biyoteknolojisi Fakültesi’nden( Nanobilim ve Nanoteknoloji Merkezi ve Sagol Rejeneratif Biyoteknoloji Merkezi ) Profesör Tal Dvir, “Bu, herhangi bir yerdeki herhangi bir kişinin başarıyla yürüttüğü ve hücrelerin, kan damarlarının, ventriküllerin ve odaların bulunduğu bir kalbin tamamını basması” dedi.

“Bu kalp insan hücrelerinden ve hastaya özgü biyolojik malzemelerden üretildi. İşlemimizde bu malzemeler karmaşık doku modellerinin 3B baskısı için kullanılabilecek biyoniklerdir bunlar şekerler ve proteinlerden yapılmış maddelerdir. İnsanlar geçmişte bir kalbin yapısını 3 boyutlu olarak basmayı başardılar, ancak hücrelerle ya da kan damarlarıyla değil. Sonuçlarımız, gelecekte kişiselleştirilmiş doku ve organ değişimi mühendisliği için yaklaşımımızın potansiyelini göstermektedir.”

“Bu aşamada, ürettiğmiz 3B kalp boyutu küçük, bir tavşan kalbi boyutu kadar ama daha büyük insan kalpleri aynı teknolojiyi gerektiriyor.”

Araştırma için hastalardan bir yağlı doku biyopsisi alındı. Dokunun hücresel ve hücresel materyalleri daha sonra ayrıldı. Hücreler pluripotent kök hücre olacak şekilde yeniden programlanırken, üç boyutlu bir kollajen ve glikoprotein gibi hücre dışı makromolekül ağı olan hücre dışı matriks (ECM), baskı mürekkebi olarak görev yapan kişiselleştirilmiş bir hidrojel içine işlendi.

Hidrojel ile karıştırıldıktan sonra, hücreler kan damarlarıyla ve daha sonra da bütün bir kalple hastaya özgü, bağışıklıkla uyumlu kardiyak yamalar oluşturmak için kardiyak veya endotelyal hücrelere farklılaştırılmıştır.

Dvir’e göre, “doğal” hastaya özgü malzemelerin kullanımı, doku ve organların başarılı bir şekilde mühendisliği için çok önemlidir.

Dvir, “Tasarlanan malzemelerin biyouyumluluğu, bu tür tedavilerin başarısını tehlikeye atan implantı reddetme riskini ortadan kaldırmak için çok önemlidir” dedi ve “İdeal olarak, biyomateryal hastanın kendi dokularının aynı biyokimyasal, mekanik ve topografik özelliklerine sahip olmalıdır. Burada, hastanın immünolojik, hücresel, biyokimyasal ve anatomik özelliklerine tam olarak uyan 3D-baskılı kalın, vaskülarize ve perfüze edilebilir kalp dokularına basit bir yaklaşım rapor edebiliriz. ” diye ekledi.

Araştırmacılar şu anda basılı kalpleri laboratuarda kültürlendirmeyi ve “onlara doğru davranmayı öğretmeyi”  ve daha sonra da 3D model kalpleri hayvan modellerinde nakletmeyi planlıyorlar.

Dvir, “Basılı kalbi daha da geliştirmeliyiz” diye devam etti. “Hücrelerin pompalama kabiliyeti oluşturması gerekiyor; şu anda hücreler birbirleri ile etkileşimde bulunabilirler, ancak birlikte çalışmalarına ihtiyacımız var. Umudumuz, yöntemimizin etkinliğini ve kullanışlılığını başaracağımıza ve kanıtlayacağımızdır.

“Belki, on yıl içinde, dünyanın en iyi hastanelerinde organ yazıcıları olacak ve bu işlemler rutin olarak uygulanacak.”

Kaynak: genengnews.com