Israelische Wissenschaftler haben getan, was noch kein Forscher zuvor getan hat: Sie haben ein menschliches Herz hergestellt, und das alles mit menschlichem Gewebe und einem 3D-Drucker.
Das Team begann mit einer menschlichen Fettgewebeprobe. Dann verwendeten sie Gentechnik, um sicherzustellen, dass sich einige der Zellen in diesem Gewebe in die verschiedenen Teile verwandeln, die das Herz zum Funktionieren benötigt, wie Blutgefäße und Muskelzellen. Nach der Programmierung luden sie diese Zellen in einen 3D-Drucker, der mit einer künstlerischen Darstellung eines Herzens sowie CT-Scans des Gewebespenders ausgestattet war. Der Drucker begann, Schicht für Schicht ein winziges Herz zu produzieren.
Sobald die Struktur fertig war, bebrüteten die Forscher sie und gaben ihr den Sauerstoff und die Nährstoffe, die das menschliche Herz zum Schlagen benötigt. Und nach ein paar Tagen begann genau das zu tun.
Dies bedeutet nicht, dass Wissenschaftler einfach damit beginnen können, voll funktionsfähige Herzen für alle auszudrucken. Zum einen ist dieses bedruckte Herz klein – nur für ein Tier in der Größe eines Kaninchens geeignet.
Es funktioniert auch nicht so, wie Menschen ihre Herzen brauchen. Es ist das erste gedruckte Herz, das Zellen, Blutgefäße, Ventrikel und Kammern enthält, aber größtenteils funktionieren diese Elemente einzeln. Wissenschaftler müssen es optimieren, damit diese Komponenten zusammenarbeiten können, um Blut durch den Körper zu pumpen.
Entschuldige, was? Sie können eine Orgel einfach ausdrucken?
Nun, du kannst nicht gerade eine Orgel ausdrucken. Der Prozess ist komplex und erfordert Ressourcen, mit denen noch nicht viele Krankenhäuser ausgestattet sind, selbst für Organe, die viel weniger kompliziert sind als das Herz. Aber ja, Mediziner verwenden seit Jahren 3D-Druckverfahren zur Herstellung von Organen.
Patienten brauchen neue Blasen und Nieren haben ihr Leben mit Organen verändert, die aus ihren eigenen Zellen gedruckt wurden. Wenn das Feld voranschreitet, hat es das Potenzial, den aktuellen Stand der Organspende völlig umzudrehen.
Im Moment kann die Erkenntnis, dass Sie ein neues Organ brauchen, eine medizinisch verheerende Nachricht sein. In den USA gibt es mehr als 100.000 Menschen warten derzeit auf eine lebensrettende Transplantation, und jeden Tag sterben etwa 20 Menschen, weil sie nicht früh genug einen bekommen. In der Zwischenzeit werden sie oft mit Arztrechnungen belastet oder müssen ihr Leben wegen Krankheitskomplikationen auf Eis legen.
Selbst wenn Menschen eine Transplantation erhalten, ist eines der größten Risiken Ablehnung. Ärzte tun alles, um sicherzustellen, dass Organspender und Organspender gut zusammenpassen, aber manchmal tut das Immunsystem eines Empfängers, was es normalerweise tun soll – Fremdes anzugreifen Eindringlinge. Bei einer Organtransplantation kommt das neue Organ natürlich in Ruhe, aber das kann der Körper nicht immer wahrnehmen.
Gedruckte Organe werden jedoch oft mit Zellen aus dem Körper des Empfängers hergestellt. Dies macht nicht nur einen separaten menschlichen Spender überflüssig, sondern stellt auch sicher, dass das Immunsystem des Patienten das neue, gedruckte Organ begrüßt, wenn es in den Körper eingeführt wird.
Was ist der nächste Schritt für dieses kleine Herz?
Eine der größten Herausforderungen für das Team in der Zukunft wird darin bestehen, ein Herz zu schaffen, das groß genug ist, um ein effizienteres und komplexeres Gefäßsystem zu unterstützen. Das erfordert mehr Druck, also müssen die Wissenschaftler einen Weg finden, die Zellen während dieses Prozesses am Leben zu erhalten.
Wir sind noch Jahre von dieser verlockenden Zukunft ohne Warteschlangen für Transplantationen und gesunden, gedruckten Organen entfernt. Aber dieses winzige 3D-gedruckte Herz ist ein großer Schritt auf dem Weg in diese Zukunft.