Ha quattro camere, vasi sanguigni e batte - una specie di.
In un primo momento, gli scienziati hanno stampato in 3D un cuore usando tessuto umano. Sebbene il cuore sia molto più piccolo di quello di un essere umano (ha solo le dimensioni di un coniglio), e c'è ancora molta strada da percorrere fino a quando non funziona come un normale cuore, l'esperimento di prova di concetto potrebbe alla fine portare a organi o tessuti personalizzati che potrebbe essere usato nel corpo umano, secondo uno studio pubblicato lunedì (15 aprile) sulla rivista Advanced Science.
Per stampare il cuore, i ricercatori dell'Università di Tel Aviv in Israele hanno iniziato prelevando un piccolo campione di tessuto adiposo da un paziente. In laboratorio, hanno separato questo tessuto nelle sue cellule componenti e nella struttura su cui si trovano le cellule, chiamata matrice extracellulare.
Usando l'ingegneria genetica, gli scienziati hanno quindi modificato i vari componenti, riprogrammando alcune cellule per diventare cellule muscolari cardiache o cardiomiociti e alcune per diventare cellule che generano vasi sanguigni.
I ricercatori hanno quindi caricato queste cellule - che fungono da "bioink" - nella stampante, che era stata programmata per stampare un cuore, sulla base delle scansioni TC prelevate dal paziente e della rappresentazione di un cuore dell'artista. La stampante ha impiegato dalle 3 alle 4 ore per stampare il piccolo cuore con vasi sanguigni di base. I ricercatori hanno quindi incubato il cuore e alimentato con ossigeno e sostanze nutritive. Nel giro di un paio di giorni, le cellule iniziarono a battere spontaneamente.
Ma questo battito non era proprio come quello che farebbe un cuore umano sano. "Dobbiamo battere le cellule in modo sincronico non solo individualmente", ha affermato Assaf Shapira, co-autore dello studio, direttore del laboratorio di ingegneria dei tessuti e medicina rigenerativa dell'Università di Tel Aviv. Affinché il cuore pompi il sangue in modo efficiente attraverso il corpo, le sue cellule devono battere all'unisono, cosa che il cuore stampato in 3D non ha ancora fatto. "In questo momento stiamo lavorando per maturare il tessuto", ha detto Shapira.
Alla fine, un cuore personalizzato stampato in 3D potrebbe alleviare la carenza di organi di trapianto a disposizione dei pazienti e potrebbe anche eludere alcuni dei rischi associati al trapianto di un altro organo di un'altra persona, vale a dire che il sistema immunitario del corpo può respingere questi tessuti estranei, Shapira ha detto a Live Scienza.
Camila Hochman Mendez, vicedirettore dei laboratori di ricerca di organi, riparazioni e rigenerazioni presso il Texas Heart Institute, che non faceva parte dello studio, ha affermato che le nuove scoperte sono "veramente innovative e fanno avanzare il campo" dimostrando che qualcosa di più complesso di una singola parete del cuore può essere stampata. Ma i risultati "mostrano anche tutti gli ostacoli che il campo deve ancora affrontare", ha aggiunto.
Per stampare un cuore a grandezza naturale e perfettamente funzionante, gli scienziati avrebbero bisogno di stampare un organo a risoluzione più alta, uno con molta più vascolarizzazione che potrebbe trasportare ossigeno e sostanze nutritive attraverso di esso, Hochman Mendez ha detto a Live Science. Ma fare questo richiederebbe mesi di stampa - un periodo di tempo durante il quale le celle non sopravviverebbero.
I ricercatori hanno sottolineato che il minuscolo cuore è ancora una "prova di concetto", ma che sperano di trovare un modo per creare una vascolarizzazione più densa in futuro.
"Certo, se avessimo bisogno di fabbricare un cuore più grande, sarebbe costoso, ci vorrebbe molto più tempo per stampare e molto più materiale dovrebbe essere estratto dal paziente", ha detto Shapira.
In effetti, ci sono ancora molte più ricerche necessarie prima che diventi banale semplicemente premere "stampa" sulla stampante 3D nell'ufficio del medico.
