Gli scienziati hanno appena stampato in 3D il primo cuore del mondo usando le cellule umane

Ricercatori israeliani hanno stampato in 3D un piccolo cuore umano | © Erik Witsoe / Unsplash

Gli scienziati israeliani hanno annunciato oggi di aver stampato in 3D il primo cuore del mondo con cellule e vasi sanguigni, una svolta che credono possa significare liste di attesa più brevi per i pazienti con trapianto di cuore e un futuro in cui gli stampatori di organi diventeranno un luogo comune nei principali ospedali.

Mentre i precedenti ricercatori avevano cuori stampati in 3D, quelle versioni mancavano dei vasi sanguigni. Per la prima volta, un team di ricercatori dell'Università di Tel Aviv ha creato un cuore "stampato" utilizzando cellule umane.

"Questa è la prima volta che qualcuno in qualsiasi luogo ha progettato e stampato con successo un intero cuore pieno di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere", ha detto il professor Tal Dvir della School of Molecular Cell Biology and Biotechnology dell'Università di Tel Aviv.

Un rapporto del 2018 dell'American Heart Association stima che le malattie cardiache rappresentino 1 decesso su 3 negli Stati Uniti, rendendola la principale causa di morte. Oggi, i trapianti di cuore sono l'unica opzione per coloro che soffrono di insufficienza cardiaca avanzata, quindi lo sviluppo potrebbe significare una maggiore disponibilità per coloro che aspettano un nuovo cuore.

Per sviluppare il cuore, gli scienziati hanno effettuato una biopsia del tessuto adiposo dei pazienti. Quindi, hanno usato materiali cellulari nel tessuto, riprogrammandoli per diventare cellule staminali immature e differenziandole in cellule muscolari cardiache o cellule che si trovano all'interno del rivestimento dei vasi sanguigni e del cuore. La matrice extracellulare, che influenza il comportamento dei tessuti e contiene varie proteine, è stata utilizzata come "idrogel" o "inchiostro" per la stampante. Dopo che le cellule sono state combinate con l'inchiostro, i ricercatori hanno formato cerotti cardiaci - che possono essere utilizzati per riparare un cuore - e quindi un cuore completo.

“Questo cuore è composto da cellule umane e materiali biologici specifici del paziente. Nel nostro processo questi materiali servono come bioink, sostanze fatte di zuccheri e proteine ​​che possono essere utilizzate per la stampa 3D di modelli di tessuti complessi ”, ha affermato il professor Dvir. “In passato le persone sono riuscite a stampare in 3D la struttura di un cuore, ma non con le cellule o con i vasi sanguigni. I nostri risultati dimostrano il potenziale del nostro approccio per la progettazione di tessuti personalizzati e la sostituzione di organi in futuro. "

Dvir osserva che sebbene il cuore sia simile alle dimensioni di un coniglio, i cuori umani più grandi avranno bisogno della stessa tecnologia. Ha detto che l'uso di materiali e cellule "native" dei pazienti li ha aiutati a formare tessuti e organi nel cuore "stampato".

"Idealmente, il biomateriale dovrebbe possedere le stesse proprietà biochimiche, meccaniche e topografiche dei tessuti del paziente. Qui, possiamo segnalare un semplice approccio ai tessuti cardiaci spessi, vascolarizzati e perfusivi stampati in 3D che corrispondono completamente alle proprietà immunologiche, cellulari, biochimiche e anatomiche del paziente ", ha detto.

Successivamente, il team di Dvir lavorerà per istruire i cuori stampati che sviluppano su come comportarsi come cuori. In altre parole, le cellule nei cuori 3D devono migliorare nel lavorare insieme per pompare correttamente. Quindi, i ricercatori trapianteranno i cuori in modelli animali.

"Forse, tra dieci anni, ci saranno tipografi nei migliori ospedali di tutto il mondo e queste procedure saranno condotte regolarmente", ha detto Dvir.

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