Vad betyder detta för framtida donationer? Kan vi "skriva ut" det perfekta hjärtat som är klart för transplantation?
Begreppet "tryckande" organ, som tills nyligen bara kunde ses i science fiction-filmer, uppstod från två parallella vetenskapliga genombrott. Den första är 3D-skrivare, som framträdde för ungefär tio år sedan som ett tekniskt underverk, och som nyligen har använts inom tillämpad vetenskap som en ekonomiskt prisvärd enhet som kan användas inom många tekniska områden.
Det andra området med accelererad utveckling är molekylärbiologi och genteknik, som gör det möjligt för forskare att studera naturliga biologiska processer och störa dem på cell- och kärnnivåer.
Modellen av det tryckta mänskliga hjärtat som presenterades av forskare vid Tel Aviv University har väckt uppmärksamhet runt om i världen. Två utvecklingsaxlar korsade här. Studien tar bort många tvivel om möjligheten att trycka mänskliga organ i framtiden. För att tro på detta måste du säga flera gånger: forskare skapade ett mänskligt hjärta från mänskliga celler (stolthet orsakas också av det faktum att vi talar om israeliska forskare).
Ett nytt kapitel har öppnat på många sätt, men detta är bara början. Det finns många hinder att övervinna innan man transplanterar otillslutna organ från sina egna celler till människor. Men studien avslöjar också hur oväntade genombrott kan uppstå. Professor Tal Dvir, som ledde studien, säger att det fortfarande finns en lång väg att gå, men prestationen öppnar upp nya horisonter. Detta är början på en resa där forskare förstår vad som måste hända nästa för att människor ska få fungerande 3D-organ.
Haaretz: Bilderna på utskriftsprocessen är fantastiska. Men hur är denna insyn i hjärtat, och hur nära är vi att se hur det kommer att hända?
Under utskriftsstadiet placeras hjärtan i en bioreaktor - en slags behållare fylld med näringsämnen för celler (tillväxtmedium) - som kan spåra vad som händer och skapa optimala förutsättningar för hjärtan att "mogna" för att bilda ett enda slagande organ.”En process med prövning och fel väntar på oss. Vi vill se om alla bitar passar ihop för att hjärtat ska fungera ordentligt när det pulserar. Vi förväntar oss inte en framgång. Men det kommer att hända, säger Dvir.
Vad händer efter att hjärtat har mognat och börjar fungera normalt? Forskare hoppas kunna transplantera det första tryckta hjärtat i ett djur - en kanin eller en råtta - inom ett år, men hur är det med människor?
Kampanjvideo:
- Det är fortfarande svårt för forskare att fastställa en tidsram. Generellt syftar de till att se till att de nödvändiga skrivarna inom tio år kommer att dyka upp på sjukhus för att skapa tredimensionell mänsklig vävnad eller så komplexa organ som hjärtat.
Hur viktig är denna prestation när det gäller att skriva ut mänskliga organ?
- Väldigt stor. Kopplingen mellan 3D-tryckning och biologi och tryckningen av mänskliga organ är relativt nyligen. I detta sammanhang används skrivare för att skapa benimplantat såsom en titanlårben; vävnad tillverkad av helt eller halva naturliga material, till exempel benmärg ("passiv" vävnad) eller blodkärl. För första gången har det varit möjligt att skriva ut ett riktigt mänskligt organ med ett stort antal biologiska egenskaper.
Vilka är begränsningarna för ett sådant nytt hjärta?
- Det är fortfarande inte perfekt, dess förmåga att fungera har ännu inte bevisats. Det faktum att det består av två typer av celler - muskel och blod - är en viktig prestation, men det finns andra celler i hjärtat också. Forskare kan tekniskt skapa dessa och andra stamceller, precis som de gjorde för att producera de celler vi behöver. Detta är vad de planerar att göra nästa.
Vad är begränsningen för att skriva ut ett mänskligt hjärta i rätt storlek, som kommer att vara redo för transplantation?
- Det finns flera begränsningar i olika stadier av processen, men de arbetar med den. Först krävs ett stort antal celler för att skapa ett mänskligt hjärta i normal storlek. Detta kräver miljarder celler, och det finns en vetenskap som handlar om deras reproduktion. Det är här vi kommer till vikten av att påskynda celltillväxt. För det andra skrivare. Nu är skrivarnivån inte dålig, men de har fortfarande inte tillräckligt med expansion. Detta område kommer också att fortsätta att utvecklas. När en sådan infrastruktur är på plats kommer det att vara möjligt att skapa alla nödvändiga celler och skriva ut ett hjärta nära verkligt.
Är det möjligt en dag att skapa ett starkare, "förbättrat" hjärta?
- Nu arbetar vi för att skriva ut ett hjärta som kommer att likna den verkliga så mycket som möjligt.
Vad betyder detta i samband med press från andra organ?
- Å ena sidan bevisar förmågan att skriva ut ett hjärta att det i princip är möjligt. Mer exakt har varje organ sina egna egenskaper. Jag är inte säker på om framstegen inom hjärttryck nödvändigtvis kommer att leda till ett genombrott i skapandet av organ som njurar, lever eller bukspottkörtel.
Vilka andra applikationer har den här tekniken?
”Tydligen kommer skapandet av tryckt tyg under de kommande åren att få en bredare tillämpning, vilket kommer att förändra medicinens ansikte. Tekniken kan användas för att skapa eller läka organ som sträcker sig från hjärta till svåra brännskador. Hittills har forskare som arbetar parallellt testat en bit hjärtvävnad på grisar.
Ido Efrati
