En un importante avance médico, los investigadores de la Universidad de Tel Aviv han "impreso" el primer corazón de ingeniería vascularizada en 3D del mundo utilizando las propias células y materiales biológicos del paciente. Sus hallazgos fueron publicados el 15 de abril en un estudio en Ciencia avanzada .
Hasta ahora, los científicos en medicina regenerativa, un campo posicionado en la encrucijada de la biología y la tecnología, han tenido éxito en imprimir solo tejidos simples sin vasos sanguíneos.
"Esta es la primera vez que alguien en todo el mundo ha diseñado e impreso con éxito un corazón completo repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras", dice el profesor Tal Dvir, de la Facultad de Biología y Biotecnología de Molecular, TAU, Departamento de Ciencia de Materiales yIngeniería, Centro de Nanociencia y Nanotecnología y Centro Sagol de Biotecnología Regenerativa, que dirigió la investigación para el estudio.
La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte entre hombres y mujeres en los Estados Unidos. El trasplante de corazón es actualmente el único tratamiento disponible para pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal. Dada la grave escasez de donantes de corazón, la necesidad de desarrollar nuevoslos enfoques para regenerar el corazón enfermo son urgentes.
"Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. En nuestro proceso, estos materiales sirven como bioenlaces, sustancias hechas de azúcares y proteínas que pueden usarse para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos", dice el profesor Dvir"La gente ha logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón en el pasado, pero no con células o con vasos sanguíneos. Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para diseñar el reemplazo personalizado de tejidos y órganos en el futuro".
La investigación para el estudio fue realizada conjuntamente por el Prof. Dvir, el Dr. Assaf Shapira de la Facultad de Ciencias de la Vida de TAU y Nadav Moor, un estudiante de doctorado en el laboratorio del Prof. Dvir.
"En esta etapa, nuestro corazón 3D es pequeño, del tamaño de un corazón de conejo", explica el profesor Dvir. "Pero los corazones humanos más grandes requieren la misma tecnología".
Para la investigación, se tomó una biopsia de tejido graso de los pacientes. Luego se separaron los materiales celulares y a-celulares del tejido. Mientras las células se reprogramaron para convertirse en células madre pluripotentes, la matriz extracelular ECM, un tresred tridimensional de macromoléculas extracelulares como el colágeno y las glucoproteínas, se procesaron en un hidrogel personalizado que sirvió como la "tinta" de impresión
Después de mezclarse con el hidrogel, las células se diferenciaron de manera eficiente en células cardíacas o endoteliales para crear parches cardíacos inmunocompatibles específicos del paciente con vasos sanguíneos y, posteriormente, un corazón completo.
Según el profesor Dvir, el uso de materiales "nativos" específicos del paciente es crucial para diseñar con éxito tejidos y órganos.
"La biocompatibilidad de los materiales de ingeniería es crucial para eliminar el riesgo de rechazo del implante, lo que pone en peligro el éxito de tales tratamientos", dice el profesor Dvir. "Idealmente, el biomaterial debe poseer las mismas propiedades bioquímicas, mecánicas y topográficas del pacientetejidos propios. Aquí, podemos informar un enfoque simple para tejidos cardíacos gruesos, vascularizados y perfusibles impresos en 3D que coinciden completamente con las propiedades inmunológicas, celulares, bioquímicas y anatómicas del paciente ".
Los investigadores ahora planean cultivar los corazones impresos en el laboratorio y "enseñarles a comportarse" como corazones, dice el profesor Dvir. Luego planean trasplantar el corazón impreso en 3D en modelos animales.
"Necesitamos desarrollar aún más el corazón impreso", concluye. "Las células necesitan formar una capacidad de bombeo; actualmente pueden contraerse, pero necesitamos que trabajen juntas. Nuestra esperanza es que tengamos éxito y demostremos nuestro métodoeficacia y utilidad.
"Tal vez, en diez años, habrá impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos se llevarán a cabo de manera rutinaria".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por American Friends of Tel Aviv University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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