Wat betekent dit voor toekomstige donaties? Kunnen we het perfecte hart 'afdrukken' dat klaar is voor transplantatie?
Het concept van het "printen" van orgels, dat tot voor kort alleen in sciencefictionfilms te zien was, is ontstaan uit twee parallelle wetenschappelijke doorbraken. De eerste zijn 3D-printers, die ongeveer tien jaar geleden opkwamen als een technisch wonder en sinds kort in de toegepaste wetenschap worden gebruikt als een economisch betaalbaar apparaat dat op veel technologische gebieden kan worden gebruikt.
Het tweede gebied van versnelde ontwikkeling is moleculaire biologie en genetische manipulatie, waarmee onderzoekers natuurlijke biologische processen kunnen bestuderen en ermee kunnen interfereren op cellulair en nucleair niveau.
Het model van het geprinte menselijk hart, gepresenteerd door onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv, trekt de aandacht over de hele wereld. Twee ontwikkelingsassen kruisen hier. De studie neemt veel twijfels weg over de mogelijkheid om in de toekomst menselijke organen te printen. Om dit te geloven, moet je meerdere keren zeggen: wetenschappers hebben een menselijk hart gemaakt van menselijke cellen (trots wordt ook veroorzaakt door het feit dat we het hebben over Israëlische wetenschappers).
Er is op veel manieren een nieuw hoofdstuk geopend, maar dit is nog maar het begin. Er zijn veel obstakels die moeten worden overwonnen voordat niet-verzegelde organen gemaakt van hun eigen cellen in mensen worden getransplanteerd. Maar de studie laat ook zien hoe onverwachte doorbraken kunnen ontstaan. Professor Tal Dvir, die de studie leidde, zegt dat er nog een lange weg te gaan is, maar de prestatie opent nieuwe horizonten. Dit is het begin van een reis waarin onderzoekers begrijpen wat er vervolgens moet gebeuren om mensen werkende 3D-organen te laten krijgen.
Haaretz: De foto's van het printproces zijn verbluffend. Maar hoe staat het met deze transparantie van het hart, en hoe dicht zijn we om te zien hoe het zal gebeuren?
Tijdens de printfase worden harten in een bioreactor geplaatst - een soort container gevuld met voedingsstoffen voor cellen (groeimedium) - die kan volgen wat er gebeurt en optimale omstandigheden kan creëren voor harten om te "rijpen" om een enkel, kloppend orgaan te vormen. “Er wacht ons een proces van vallen en opstaan. We willen zien of alle stukjes bij elkaar passen, zodat het hart goed werkt tijdens het pulseren. We verwachten geen kortstondig succes. Maar het zal gebeuren”, zegt Dvir.
Wat gebeurt er nadat het hart volwassen is geworden en normaal begint te functioneren? Wetenschappers hopen het eerste gedrukte hart binnen een jaar in een dier - een konijn of een rat - te transplanteren, maar hoe zit het met mensen?
Promotie video:
- Het is nog steeds moeilijk voor onderzoekers om een tijdschema vast te stellen. Over het algemeen willen ze ervoor zorgen dat binnen tien jaar de nodige printers in ziekenhuizen verschijnen om driedimensionaal menselijk weefsel of complexe organen zoals het hart te maken.
Hoe belangrijk is deze prestatie op het gebied van het printen van menselijke organen?
- Erg groot. Het verband tussen 3D-printen en biologie en het printen van menselijke organen is relatief recent. In deze context worden printers gebruikt om botimplantaten te maken, zoals een titanium dijbeen; weefsel gemaakt van geheel of gedeeltelijk natuurlijke materialen, zoals beenmerg ('passief' weefsel) of bloedvaten. Nu is het voor het eerst mogelijk om een echt menselijk orgaan te printen met een groot aantal biologische kenmerken.
Wat zijn de beperkingen van zo'n nieuw hart?
- Het is nog steeds niet perfect, het functioneren ervan is nog niet bewezen. Het feit dat het uit twee soorten cellen bestaat - spieren en bloed - is een belangrijke prestatie, maar er zijn ook andere cellen in het hart. Onderzoekers zijn technisch in staat om deze en andere stamcellen te maken, net zoals ze deden om de cellen te produceren die we nodig hebben. Dit is wat ze hierna willen doen.
Wat is de beperking van het afdrukken van een menselijk hart van de juiste maat, dat klaar is voor transplantatie?
- Er zijn verschillende beperkingen in verschillende stadia van het proces, maar ze werken eraan. Ten eerste is er een groot aantal cellen nodig om een menselijk hart van normale grootte te creëren. Hiervoor zijn miljarden cellen nodig, en er is een wetenschap die zich bezighoudt met hun voortplanting. Dit is waar we komen tot het belang van het versnellen van celgroei. Ten tweede, printers. Nu is het niveau van printers niet slecht, maar ze hebben nog steeds niet genoeg uitbreiding. Ook dit gebied zal zich blijven ontwikkelen. Zodra een dergelijke infrastructuur aanwezig is, is het mogelijk om alle benodigde cellen te maken en een hart af te drukken dat dicht bij het echte ligt.
Is het mogelijk om ooit een sterker, "verbeterd" hart te creëren?
- Nu werken we eraan om een hart af te drukken dat zoveel mogelijk op het echte zal lijken.
Wat betekent dit in de context van de pers van andere orgels?
- Enerzijds bewijst de mogelijkheid om een hart te printen dat het in principe mogelijk is. Om precies te zijn, elk orgel heeft zijn eigen kenmerken. Ik weet niet zeker of vooruitgang bij het afdrukken van het hart noodzakelijkerwijs zal leiden tot een doorbraak in de aanmaak van organen zoals de nier, lever of pancreas.
Welke andere toepassingen heeft deze technologie?
“Blijkbaar zal het maken van bedrukte stof in de komende jaren een bredere toepassing krijgen, wat het aanzien van de geneeskunde zal veranderen. De technologie kan worden gebruikt om organen te creëren of te genezen, variërend van het hart tot ernstige brandwonden. Tot dusverre hebben parallel werkende wetenschappers een stukje hartweefsel op varkens getest.
Ido Efrati
