I ricercatori hanno stampato con successo in 3D un cuore in miniatura completo di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere. L'organo ingegnerizzato - realizzato con "inchiostro" ricavato dalle cellule e dai materiali biologici del paziente, secondo Michael Arnold di Bloomberg - segna la prima volta che gli scienziati hanno superato la stampa di tessuti semplici privi di vasi sanguigni.
L'imponente prototipo, appena descritto in Advanced Science, ha all'incirca le dimensioni del cuore di un coniglio. Tuttavia, l'autore principale Tal Dvir dell'Università di Tel Aviv spiega in una dichiarazione, "i cuori umani più grandi richiedono la stessa tecnologia", suscitando speranze che la tecnica alla fine possa essere adattata per creare patch cardiache funzionali o addirittura alimentare trapianti di organi completi.
Come riporta Yasemin Saplakoglu di Live Science, i ricercatori israeliani hanno costruito il cuore delle dimensioni di un'uva estraendo un campione di tessuto adiposo da un paziente e quindi separando questo tessuto nelle sue cellule componenti. Dopo aver modificato la funzione delle cellule usando l'ingegneria genetica e trasformato i materiali non cellulari in un gel bio-inchiostro, il team li ha trasferiti su una stampante 3D programmata per stampare un cuore modellato su scansioni CT e il rendering di un artista. Tre o quattro ore dopo, il minuscolo cuore era pronto, anche se ancora non funzionante.
Prima di convincere l'organo a "vivere", o in qualche modo paragonandolo, Arnold nota che gli scienziati dovranno aspettare circa un mese affinché le cellule maturino. Attualmente, Delphine Matthieussent riferisce per Agence France-Presse, le cellule possono contrarsi, ma mancano della capacità di pompare. Secondo Saplakoglu, le cellule del cuore devono "battere all'unisono" per pompare il sangue in modo efficiente in tutto il corpo. Una volta compiuta questa impresa, Dvir dice ad AFP, il team spera di trapiantare cuori stampati in 3D su soggetti animali.
La tecnologia è ancora lungi dall'essere pronta per i test sugli esseri umani, ma come dice il coautore dello studio Assaf Shapira, anche dell'Università di Tel Aviv, Live Science, i cuori stampati in 3D potrebbero un giorno aiutare a integrare il basso numero di organi donatori disponibili per il trapianto. Dato che tali organi fabbricati sarebbero personalizzati per ciascun paziente, il processo eviterebbe i rischi associati al rigetto del tessuto immunitario trapiantato da parte del sistema immunitario.
Le malattie cardiache sono la principale causa di morte negli Stati Uniti, con la morte di oltre 600.000 uomini e donne ogni anno. Spesso, Aristos Georgiou riferisce per Newsweek, l'unico trattamento per l'insufficienza cardiaca avanzata è un trapianto di cuore. Sfortunatamente, i donatori di cuore - e i donatori di organi in generale - sono scarsi.
È qui che entra in gioco la medicina rigenerativa: come sottolinea la dichiarazione, “I pazienti non dovranno più aspettare i trapianti o assumere farmaci per prevenire il loro rifiuto. Invece, gli organi necessari verranno stampati, completamente personalizzati per ogni paziente. "
Prima che questa visione possa diventare realtà, tuttavia, gli scienziati dovranno capire come stampare un cuore funzionante a grandezza naturale, una domanda scoraggiante considerando il fatto che un'operazione del genere richiederebbe "miliardi di cellule", secondo Arnold di Bloomberg, al contrario dei milioni relativamente modesti del mini-cuore. Inoltre, Camila Hochman Mendez, una ricercatrice del Texas Heart Institute che non era coinvolta nello studio, dice a Saplakoglu di Live Science, la stampa di un organo ad alta risoluzione in grado di trasportare abbastanza ossigeno e sostanze nutritive per sostenere un corpo umano richiederebbe mesi, attraversando un lungo periodo di tempo probabilmente le cellule non sarebbero in grado di sopravvivere.
Sam Pashneh-Tala dell'Università di Sheffield, un esperto che non è stato anche coinvolto nella nuova ricerca, caratterizza il cuore come un "pezzo forte" in un'intervista a Georgiou di Newsweek .
"Questo costrutto non ha dimostrato alcuna funzione di cuore", afferma Pashneh-Tala. "... Gli approcci delineati sono certamente entusiasmanti, ma lo studio stesso evidenzia che rimangono ancora diverse sfide prima che un cuore stampato in 3D possa essere un'opzione clinica praticabile per il trattamento dell'insufficienza d'organo"
Dvir è più ottimista sui risultati del team. Sebbene riconosca la necessità di "sviluppare ulteriormente il cuore stampato", conclude, "Forse, tra dieci anni, ci saranno tipografi nei migliori ospedali del mondo e queste procedure verranno condotte regolarmente".
