Οι μεταμοσχεύσεις οργάνων μπορούν να σώσουν ζωές, αλλά συνήθως υπάρχει μεγάλη ταλαιπωρία από μακρές λίστες αναμονής και υψηλές πιθανότητες απόρριψης του μοσχεύματος. Σε ένα σημαντικό βήμα προς τη δημιουργία νέων οργάνων «κατά παραγγελία», οι επιστήμονες του Στάνφορντ έλαβαν χρηματοδότηση για να υλοποιήσουν πειράματα τρισδιάστατης εκτύπωσης ανθρώπινων καρδιών και εμφύτευσής τους σε ζωντανούς χοίρους.

Όταν τα όργανα ενός ασθενούς αρχίζουν να δυσλειτουργούν, συχνά η μόνη επιλογή που απομένει είναι η μεταμόσχευση. Και ενώ αυτό μπορεί να είναι σωτήριο για τη ζωή, δεν είναι εύκολη λύση καθώς η δωρεά οργάνων δεν είναι τόσο διαδεδομένη όσο θα έπρεπε, πράγμα που σημαίνει ότι πολλοί ασθενείς πεθαίνουν (κυριολεκτικά) σε λίστες αναμονής. Ακόμη και αν βρεθεί συμβατό όργανο, το ανοσοποιητικό σύστημα του λήπτη θα αναγνωρίσει τα κύτταρα του οργάνου ως ξένα και θα τους επιτεθεί, οδηγώντας σε απόρριψη αρκετές φορές. Τα ανοσοκατασταλτικά μπορούν να το αποτρέψουν αυτό, αλλά αυτό αφήνει τους ασθενείς ευάλωτους σε άλλες ασθένειες.

Η ιδανική λύση θα ήταν να ληφθούν βλαστοκύτταρα από έναν ασθενή και να χρησιμοποιηθούν για την τρισδιάστατη εκτύπωση ενός ολοκαίνουργιου οργάνου. Αυτό όχι μόνο θα μπορούσε να γίνει όποτε χρειάζεται, αλλά επειδή είναι φτιαγμένα από τα ίδια τα κύτταρα του λήπτη, η απόρριψη οργάνων θα αποτελούσε παρελθόν. Η τεχνολογία που απαιτείται για αυτό το σενάριο εξελίσσεται σταθερά τα τελευταία χρόνια, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας εκτύπωσης αιμοφόρων αγγείων σε αυτούς τους ιστούς.

Τώρα, έχει γίνει ένα σημαντικό βήμα προς αυτή την κατεύθυνση. Μια ομάδα επιστημόνων στο Στάνφορντ έχει λάβει ομοσπονδιακό συμβόλαιο αξίας 26,3 εκατομμυρίων δολαρίων από την Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων για την Υγεία (ARPA-H) των ΗΠΑ, με στόχο τη βιοεκτύπωση λειτουργικών ανθρώπινων καρδιών και την εμφύτευσή τους σε ζωντανούς χοίρους, για να δοκιμαστεί η βιωσιμότητα μιας τέτοιας διαδικασίας.

«Πρόκειται πραγματικά για μια προσπάθεια αντίστοιχη με μια αποστολή στο φεγγάρι, αλλά οι πρώτες ύλες για τη βιοεκτύπωση ενός πλήρους και πολύπλοκου ανθρώπινου οργάνου είναι πλέον έτοιμες για αυτή τη μεγάλη “ώθηση”», δήλωσε ο Mark Skylar-Scott, κύριος ερευνητής του έργου. «Με την αγγείωση έρχεται η ικανότητα να φτιάξουμε μεγάλους και παχείς ιστούς που μπορούν να εμφυτευτούν και να επιβιώσουν. Έτσι αρχίζει η εποχή της βιοκατασκευής οργάνων».

Η ομάδα σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει μια αυτοματοποιημένη τράπεζα βιοαντιδραστήρων για την ανάπτυξη όλων των τύπων κυττάρων που απαιτούνται για την παραγωγή μιας ανθρώπινης καρδιάς, συμπεριλαμβανομένων των κοιλιακών και κολπικών καρδιομυοκυττάρων, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συστολή της καρδιάς κατά τη διάρκεια των χτύπων της, των κομβικών κυττάρων που παράγουν ηλεκτρικά σήματα και λειτουργούν ως φυσικοί ρυθμοδότες, των κυττάρων που σχηματίζουν τις ίνες Purkinje, οι οποίες διοχετεύουν αυτά τα ηλεκτρικά σήματα, των λείων μυϊκών κυττάρων, των ανοσοποιητικών κυττάρων που ονομάζονται μακροφάγα και των ενδοθηλιακών κυττάρων που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία. Αυτά τα κοκτέιλ κυττάρων θα μπορούσαν στη συνέχεια να τροφοδοτηθούν σε έναν βιοεκτυπωτή για να λειτουργήσουν ως “μελάνι” για την τρισδιάστατη εκτύπωση πλήρως λειτουργικών ανθρώπινων καρδιών.

Η ομάδα λέει ότι αυτοί οι βιοαντιδραστήρες θα είναι σε θέση να παράγουν αυτά τα διάφορα κύτταρα κατά δισεκατομμύρια, αρκετά για να εκτυπώνουν μια καρδιά κάθε δύο εβδομάδες. Αυτές οι καρδιές θα περάσουν από το εργαστήριο για να βελτιωθούν και να είναι έτοιμες για ενδεχόμενες δοκιμές σε ζωντανούς χοίρους, όπου ελπίζουμε ότι θα είναι σε θέση να κρατήσουν τα ζώα στη ζωή.

«Θα χρησιμοποιήσουμε αυτούς τους τεράστιους αριθμούς κυττάρων για να εξασκηθούμε και να μάθουμε όλους τους κανόνες σχεδιασμού της καρδιάς και να βελτιστοποιήσουμε τη βιωσιμότητα και τη λειτουργία σε κλίμακα ολόκληρης της καρδιάς για ενδεχόμενη εμφύτευση σε χοίρο», δήλωσε ο Skylar-Scott.

Ενώ η ομάδα ελπίζει ότι τα πειράματα σε χοίρους θα είναι δυνατά μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια, οι ενδεχόμενες δοκιμές σε ανθρώπους είναι πιθανότατα ακόμη πολλά χρόνια πιο μακριά. Όμως οι δοκιμές αυτές αποτελούν μια αναγκαία μελέτη απόδειξης της έννοιας στο δρόμο προς τη βιοεκτύπωση νέων οργάνων από τα δικά μας κύτταρα.

Πηγή: New Atlas