İsrailli Bilim İnsanları, hastadan alınan insan dokusunu 3D yazıcıyla bir araya getiren devrim niteliğinde yeni bir canlı kalp ürettiler.
Kasım ayında, Tel Aviv Üniversitesi araştırmacıları, bir hastanın kendi biyomateryallerinden ve hücrelerinden tasarlanan ilk kişiselleştirilmiş doku implantını icat ettiklerini ve küçük bir yağlı doku biyopsisinden herhangi bir doku implantı geliştirmeyi mümkün kılacak yeni teknolojinin önünü açtıklarını söylediler. Şimdi, aynı araştırmacılar Tel Aviv Üniversitesi Moleküler Mikrobiyoloji ve Biyoteknoloji Anabilim Dalında Doçent olan Profesör Tal Dvir’in önderliğindeki Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Laboratuvarındaki yenilikçi süreçlerini kullanarak gerçek bir kalp yarattılar. Profesör Dvir’in üniversitede yaptığı açıklamada, “Bu, herhangi bir yerdeki herkesin hücrelerini, kan damarlarını, ventriküllerin ve odalarla dolu bir kalbin hepsini başarıyla tasarlayıp basmasını sağladı” dedi.
Bu süreç, yağ dokusunun alınmasından sonra hücresel ve hücresel materyallerin ayrılmasını içerir. Hücreler, pluripotent kök hücreler haline gelmek üzere yeniden programlanırken ve kalp veya endotel hücrelerine etkili bir şekilde farklılaştırılırken, üç boyutlu bir hücre dışı makromolekül ağı olan hücre dışı matris (ECM), kollajen ve glikoproteinler gibi kişiselleştirilmiş bir hidrojel halinde işlendi. Tel Aviv Üniversitesi’nden yapılan açıklamada bu hidrojel “mürekkep” olarak nitelendirildi. Farklılaştırılmış hücreler daha sonra biyo-mürekkeplerle karıştırıldı ve hastaya özgü, bağışıklık uyumlu kardiyak yamaları kan damarlarıyla ve daha sonra da minik bir kalple 3D baskı yapmak için kullanıldı.
Dünya Sağlık Örgütü’ne göre kardiyovasküler hastalıklar dünya çapında bir numaralı ölüm nedeni. Yalnızca 2016’da çoğunluğu kalp krizi ve felç nedeniyle kalp hastalıklarından 17,9 milyon insan öldü. Kalp nakli şu anda son dönem kalp yetmezliği olan hastalar için mevcut olan tek tedavidir. Kalp donörlerinin yetersizliği ile bu bilimsel atılım, tıp dünyasında iz bırakarak organ ve doku naklinde potansiyel bir devrimin yolunu açabilir.
Profesör Dvid dedi ki “Bu kalp insan hücrelerinden ve hastaya özgü biyolojik malzemelerden yapıldı. Sürecimizde bu materyaller, karmaşık doku modellerinin 3D baskısı için kullanılabilecek şekerler ve proteinlerden yapılan biyomürekkep maddeleri olarak görev yapıyor. ” ve ekledi, “İnsanlar geçmişte bir kalbin yapısını 3 boyutlu olarak basmayı başardılar ancak hücrelerle ya da kan damarlarıyla yapmadılar. Bizim sonuçlarımız, gelecekte kişiselleştirilmiş doku ve organ değişimi mühendisliği yaklaşımımızın potansiyelini ortaya koyuyor.” Tel Aviv Üniversitesi, Rejeneratif tıp için doku mühendisliği mevcut yöntemde, hücrelerin hastadan izole edildiğini ve biyomalzemelerde, bitkilerden veya hayvanlardan elde edilen sentetik veya doğal olarak fonksiyonel bir dokuya birleştirilmesi amacıyla kültürlendiğini açıkladı.
Transplantasyondan sonra implante edilen dokunun reddedilmesine yol açabilecek bir bağışıklık tepkisi indükleyebilirler. Tasarlanmış dokuların veya diğer implantların alıcıları olan hastalar genellikle hastanın sağlığını tehlikeye atabilecek immüno-bastırıcılarla tedavi gerektirir. Bu gelişme ile, “hastalar artık reddini önlemek için nakilleri beklemek veya ilaç almak zorunda kalmayacaklar. Bunun yerine, ihtiyaç duyulan organlar basılacak, her hasta için tamamen kişiselleştirilecek” dedi.
Çalışmalarında, ekip iki modelle çalıştı: biri insan dokusundan, diğeri ise sıçan dokusundan yapıldı. Basın bilgilendirmesinde Profesör Dvir , “Yarın kliniklerde veya hastanelerde kullanamayacağımızı, bu teknolojinin çok erken aşamalarında olduğunu” vurguladı. Ancak, 3D baskı teknolojisinin hastaneleri geliştirmesiyle yaklaşık on yıl içinde kliniklerde bu yazıcılar yerinde bulunabilir. Profesör Dvir, şu anda bir tavşan büyüklüğünde olan kalbin, birbirlerini organize etmeyi, birbirleriyle etkileşmeyi ve pompalama becerisini kazanmalarını “öğretirken” hücrelerin hayatta kalması ve yaşam boyu kalbi barındıracak şekilde yetiştirilmesi için biyolojik olarak aktif bir ortamı destekleyen bir sistem olan biyoreaktörlerde olgunlaşma sürecinden geçmesi gerektiğini açıkladı. Şu anda, “hücreler ayrı ayrı daralabiliyor ancak pompalayamıyor” dedi. Baskı işlemi 3-4 saat sürer, ancak olgunlaşma süreci yaklaşık bir ay sürer, bundan sonra bilim adamları tavşan ve sıçan gibi küçük hayvanlar üzerinde test etmeye başlayacaklar. Bunun bir veya iki yıl içinde gerçekleşeceğini umuyorlar . “Mühendislik malzemelerinin biyouyumluluğu, bu tür tedavilerin başarısını tehlikeye atan implant reddetme riskini ortadan kaldırmak için çok önemlidir” dedi. “İdeal olarak, biyomateryal hastanın kendi dokularının aynı biyokimyasal, mekanik ve topografik özelliklerine sahip olmalıdır. Burada, hastanın immünolojik, hücresel, biyokimyasal ve anatomik özelliklerine tam olarak uyan 3D baskı kalın, vaskülarize ve perfüze edilebilir kalp dokularına basit bir yaklaşım rapor edebiliriz. ”Ancak önemli engeller de var. Birincisi maliyet. Profesör Dvir, kalp için baskı işleminin bir laboratuvar ortamında “birkaç bin şekele (İsrail para birimi) mal olduğunu söylüyor, ancak teknoloji gelecekte ticarileşirse büyük olasılıkla pahalı olacak.
Bilim insanları insani bir kalbi basmak zorunda kalacaklar ve bu zor olabilir. “Tüm hücreleri ve kan damarlarını bir kalp için nasıl 3D yazıcı ile bastırıyorsunuz?” diye sordu muhabir Profesör Dvir’e. “3D baskı teknolojisinin de geliştiğini göz önünde bulundurmalıyız” dedi. “Belki de 10 yıl içinde dünyanın en iyi hastanelerinde organ baskıları olacak ve bu prosedürler rutin olarak uygulanacak” dedi Profesör Dvir.
Hilal Sena TAŞÇI
Kaynak: http://nocamels.com/2019/04/israeli-scientists-3d-print-a-tiny-live-heart-made-with-human-tissue/