Israëlische wetenschappers hebben gedaan wat nog geen onderzoekers hebben gedaan: ze hebben een menselijk hart gemaakt, allemaal door menselijk weefsel en een 3D-printer te gebruiken.
Het team begon met een menselijk monster van vetweefsel. Vervolgens gebruikten ze genetische manipulatie om ervoor te zorgen dat sommige cellen in dat weefsel zouden veranderen in de verschillende delen die het hart nodig heeft om te functioneren, zoals bloedvaten en spiercellen. Eenmaal geprogrammeerd, laadden ze die cellen in een 3D-printer die was uitgerust met een artistieke weergave van een hart en CT-scans van de weefseldonor. De printer begon laag voor laag een klein hartje te produceren.
Toen de structuur eenmaal voltooid was, bebroedden de onderzoekers het en gaven het de zuurstof en voedingsstoffen die het menselijk hart nodig heeft om te kloppen. En na een paar dagen is dat precies wat het begon te doen.
Dit betekent niet dat wetenschappers zomaar voor iedereen volledig functionerende harten kunnen gaan printen. Ten eerste is dit bedrukte hart klein - alleen geschikt voor een dier ter grootte van een konijn.
Het functioneert ook niet volledig zoals mensen hun hart nodig hebben. Het is het eerste geprinte hart dat cellen, bloedvaten, ventrikels en kamers omvat, maar voor het grootste deel werken die elementen afzonderlijk. Wetenschappers moeten het aanpassen zodat die componenten kunnen samenwerken om bloed door het lichaam te pompen.
Het spijt me, wat? U kunt gewoon een orgel uitprinten?
Nou, dat kan niet alleen maar een orgel uitprinten. Het proces is complex en vereist middelen die nog niet veel ziekenhuizen hebben, zelfs voor organen die veel minder gecompliceerd zijn dan het hart. Maar ja, medische professionals gebruiken al jaren 3D-printmethoden om organen te produceren.
Patiënten die nieuwe nodig hebben blazen en nieren hebben hun leven veranderd met organen die uit hun eigen cellen zijn geprint. Naarmate het veld vordert, heeft het de potentie om de huidige staat van orgaandonatie volledig om te gooien.
Op dit moment kan het medisch verwoestend nieuws zijn om te leren dat je een nieuw orgaan nodig hebt. In de VS zijn er meer dan 100.000 mensen wachten momenteel op een levensreddende transplantatie, en elke dag sterven er ongeveer 20 mensen omdat ze er niet snel genoeg een krijgen. Ondertussen worden ze vaak opgezadeld met medische rekeningen, of moeten ze hun leven on hold zetten vanwege ziektecomplicaties.
Zelfs wanneer mensen een transplantatie krijgen, is een van de grootste risico's: afwijzing. Artsen doen er alles aan om ervoor te zorgen dat de orgaandonor en de ontvanger goed bij elkaar passen, maar soms doet het immuunsysteem van een ontvanger waarvoor het is ontworpen: vreemde aanvallen indringers. Bij een orgaantransplantatie komt het nieuwe orgaan natuurlijk in alle rust, maar dat kan het lichaam niet altijd onderscheiden.
Gedrukte organen worden echter vaak geproduceerd met behulp van cellen uit het lichaam van de ontvanger. Dat elimineert niet alleen de noodzaak van een afzonderlijke menselijke donor, het zorgt er ook voor dat het immuunsysteem van de patiënt het nieuwe, bedrukte orgaan verwelkomt wanneer het in het lichaam wordt geïntroduceerd.
Wat is de volgende stap voor dit kleine hart?
Een van de grootste uitdagingen voor het team in de toekomst is het creëren van een hart dat groot genoeg is om een efficiënter en complexer vaatstelsel te ondersteunen. Dat vereist meer afdrukken, dus wetenschappers zullen een manier moeten vinden om de cellen tijdens dat proces in leven te houden.
We zijn nog jaren verwijderd van die prikkelende toekomst zonder wachtrijen voor transplantaties en gezonde, bedrukte organen. Maar dit kleine 3D-geprinte hart is een enorme stap op weg naar die toekomst.