Трансплантация органов может спасти жизни, но она страдает от длинных очередей и высокой вероятности отторжения. Важным шагом на пути к созданию новых органов по требованию стало то, что ученые из Стэнфорда получили контракт и финансирование на эксперименты по 3D-печати человеческих сердец и имплантации их живым свиньям.
Когда органы пациента начинают отказывать, зачастую единственным вариантом остается трансплантация. И хотя это может спасти жизнь, ответ на этот вопрос непрост: донорских органов не хватает, а это означает, что многие пациенты умирают в списках ожидания. Даже если совпадение будет найдено, иммунная система реципиента распознает клетки органа как чужеродные и атакует их, что приводит к отторжению. Иммуносупрессанты могут предотвратить это, но в результате пациенты становятся уязвимыми для других заболеваний.
Идеальным решением было бы взять стволовые клетки у пациента и использовать их для 3D-печати совершенно нового органа. Мало того, что это можно было бы сделать всякий раз, когда это необходимо, но поскольку они состоят из собственных клеток реципиента, отторжение органов ушло бы в прошлое. Технологии, необходимые для этого сценария, в последние годы неуклонно развиваются, включая возможность печатать кровеносные сосуды на этих тканях.
Сегодня сделан важный шаг к этому потенциальному будущему. Команда ученых из Стэнфорда получила федеральный контракт США на сумму 26,3 миллиона долларов США от Агентства перспективных исследовательских проектов в области здравоохранения (ARPA-H) с целью биопечати функциональных человеческих сердец и имплантации их живым свиньям для проверки жизнеспособности. такой процедуры.
«Это действительно амбициозная попытка, но сырье для биопечати полного и сложного человеческого органа уже готово для этого большого рывка», — сказал Марк Скайлар-Скотт, главный исследователь проекта. «С сосудистой системой появляется возможность создавать большие и толстые ткани, которые можно имплантировать и выживать. Так начинается эра биофабрикации органов».
Команда планирует использовать автоматизированный банк биореакторов для выращивания всех типов клеток, необходимых для производства человеческого сердца, включая кардиомиоциты желудочков и предсердий, которые отвечают за сокращение сердца во время его сокращений; узловые клетки, которые производят электрические сигналы и действуют как естественные водители ритма; клетки, образующие волокна Пуркинье, передающие эти электрические сигналы; гладкомышечные клетки; иммунные клетки, называемые макрофагами; и эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды. Эти клеточные коктейли затем можно будет подавать в биопринтер, который будет служить «чернилами» для 3D-печати полностью функционирующих человеческих сердец.
Команда говорит, что эти биореакторы смогут производить эти различные клетки миллиардами, этого достаточно. печатать сердце каждые две недели. Эти сердца пройдут через испытания в лаборатории, чтобы улучшить их и подготовить к возможным испытаниям на живых свиньях, где, мы надеемся, они смогут сохранить жизнь животным.
«Мы будем использовать эти огромные большое количество клеток, чтобы практиковаться, практиковаться, практиковаться и изучать все правила проектирования сердца, а также оптимизировать жизнеспособность и функционирование в масштабе всего сердца для последующей имплантации свинье», — сказала Скайлар-Скотт.
Пока Команда надеется, что эксперименты на свиньях станут возможными в течение следующих пяти лет, а возможные испытания на людях, вероятно, пройдут еще много лет спустя. Но эти тесты являются необходимым исследованием, подтверждающим концепцию на пути к биопечати новых органов из наших собственных клеток.
