Μια πρωτοποριακή προσπάθεια στο Πανεπιστήμιο Κάρνεγκι Μέλον στις ΗΠΑ ανοίγει νέους ορίζοντες στην ιατρική: μια ομάδα ερευνητών αναπτύσσει λειτουργικό ήπαρ μέσω 3D βιοεκτύπωσης, σχεδιασμένο για μεταμόσχευση. Το έργο, με την ονομασία Liver Immunocompetent Volumetric Engineering (LIVE), στοχεύει να αντιμετωπίσει την κρίσιμη έλλειψη μοσχευμάτων, δημιουργώντας βιοκατασκευασμένο ιστό για τη θεραπεία οξείας ηπατικής ανεπάρκειας.
Η καινοτομία έγκειται στη δημιουργία ενός προσωρινού ήπατος που παρέχει χρόνο στο ίδιο το όργανο του ασθενούς να επουλωθεί, μειώνοντας ή ακόμη και παρακάμπτοντας την ανάγκη για πλήρη μεταμόσχευση. Στην πρωτοβουλία αυτή συμμετέχουν ειδικοί σε ηπατικά βλαστοκύτταρα και βιομηχανική παραγωγή ιστών, καθώς και επιστήμονες με εξειδίκευση στη μεταμόσχευση και την αναγεννητική ιατρική.
«Στόχος είναι να δημιουργήσουμε ένα κομμάτι ηπατικού ιστού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στη μεταμόσχευση», εξηγεί ο Άνταμ Φάινμπεργκ, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο CMU και κύριος ερευνητής του έργου. «Το ήπαρ που δημιουργούμε θα έχει διάρκεια ζωής περίπου δύο έως τέσσερις εβδομάδες» προσθέτει.
Αυτό το χρονικό διάστημα θα δώσει τη δυνατότητα στο ήπαρ του ασθενούς να ανακάμψει. Αν το εγχείρημα πετύχει, ο ασθενής θα διατηρήσει το δικό του όργανο και ένα ήπαρ θα είναι διαθέσιμο για κάποιον άλλο.
Συμβατό με το ανοσοποιητικό
Για την κατασκευή ενός λειτουργικού οργάνου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πλαστικό ή μέταλλο. Η ομάδα LIVE εφαρμόζει την τεχνική FRESH 3D bioprinting, που επιτρέπει την εκτύπωση μαλακών και ευαίσθητων βιολογικών υλικών, όπως κολλαγόνο και ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, σε πολύπλοκες τρισδιάστατες δομές.
Ωστόσο, το μεγαλύτερο εμπόδιο σε οποιαδήποτε μεταμόσχευση δεν είναι η χειρουργική επέμβαση, αλλά το ανοσοποιητικό σύστημα. Κανονικά, εάν το σώμα ενός ασθενούς ανίχνευε ένα εκτυπωμένο όργανο θα το αντιμετώπιζε ως εισβολέα και θα του επιτίθετο. Αυτό θα σήμαινε για τον ασθενή ισόβια χρήση τοξικών ανοσοκατασταλτικών φαρμάκων.
Η ομάδα παρακάμπτει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας υποάνοσα κύτταρα. Πρόκειται για κύτταρα «καθολικού δότη», γενετικά τροποποιημένα ώστε να είναι αόρατα στο ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. Αξίζει να σημειωθεί ότι το ανοσοσυμβατό ήπαρ εξαλείφει την ανάγκη για φάρμακα κατά της απόρριψης, τα οποία συχνά είναι τοξικά για τον εναπομείναντα ηπατικό και νεφρικό ιστό ενός ασθενούς.
Λύση στην έλλειψη οργάνων;
Παρά το γεγονός ότι το ήπαρ αποτελεί τον πρώτο στόχο λόγω των αναγεννητικών του ικανοτήτων, η ομάδα- που περιλαμβάνει ειδικούς από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, την Mayo Clinic και το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ- πιστεύει ότι αυτή η προσέγγιση θα αποτελέσει τη θεμέλια βάση για το μέλλον της υγειονομικής περίθαλψης.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η τεχνική αυτή θα εφαρμοστεί για τη βιοκατασκευή καρδιάς, παγκρέατος και άλλων οργάνων. Μέσα σε πέντε χρόνια, ο στόχος είναι να δημιουργηθεί ήπαρ έτοιμο για προ-κλινικές δοκιμές. Η τεχνική αυτή θα μπορούσε να προσαρμοστεί επίσης για την εκτύπωση καρδιακού ιστού για βρέφη με συγγενείς ανωμαλίες, κυττάρων παραγωγής ινσουλίνης για διαβητικούς ή ακόμη και νεφρών.
Το LIVE εντάσσεται σε μια ευρύτερη προσπάθεια αντιμετώπισης της έλλειψης οργάνων και προώθησης βιοκατασκευασμένων λύσεων για απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις.
Πηγή: Interesting Engineering
