I ricercatori dell’Università di Tel Aviv hanno “stampato” il primo cuore ingegnerizzato in 3D vascolarizzato al mondo utilizzando le cellule e i materiali biologici di un paziente. I risultati sono pubblicati su Advanced Science del 15 Aprile. Lo annuncia l’ateneo in una nota.
”Questa è la prima volta che qualcuno progetta e stampa con successo un intero cuore pieno di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere”, spiega il Prof. Tal Dvir della Scuola di Biologia e Biotecnologie Cellulari Molecolari del TAU* che ha guidato la ricerca per lo studio.
Cuore stampato in 3D – La composizione
”Questo cuore – dice – è costituito da cellule umane e materiali biologici specifici per il paziente. Nel nostro processo questi materiali servono come bioink, sostanze composte da zuccheri e proteine che possono essere utilizzate per la stampa 3D di modelli di tessuti complessi”.
”Era già stata stampata in 3D la struttura di un cuore nel passato – spiega – ma non con le cellule o con i vasi sanguigni. I nostri risultati dimostrano il potenziale del nostro approccio per la progettazione di sostituzione personalizzata di tessuti e organi in futuro.”
La ricerca – spiega la nota – è stata condotta congiuntamente dal Prof. Dvir, dal Dr. Assaf Shapira della Faculty of Life Sciences di TAU e da Nadav Moor, uno studente di dottorato nel laboratorio del Prof. Dvir. “In questa fase – spiega il prof. Dvir – il nostro cuore 3D è piccolo, delle dimensioni del cuore di un coniglio, ma i cuori umani più grandi richiedono la stessa tecnologia.” (FOTO DEL CUORE IN MINIATURA)
Il procedimento
Per la ricerca – spiega la nota dei ricercatori – è stata prelevata una biopsia di tessuto grasso dai pazienti. I materiali cellulari e a-cellulari del tessuto sono stati quindi separati. Mentre le cellule venivano riprogrammate per diventare cellule staminali pluripotenti, la matrice extracellulare (ECM), una rete tridimensionale di macromolecole extracellulari come il collagene e le glicoproteine, veniva trasformata in un idrogel personalizzato che serviva da “inchiostro” di stampa.
Dopo essere state miscelate con l’idrogel – si legge ancora – le cellule sono state differenziate in modo efficiente dalle cellule cardiache o endoteliali per creare patch cardiache compatibili con il paziente, immuno-compatibili con i vasi sanguigni e, successivamente, un intero cuore. ”La biocompatibilità dei materiali ingegnerizzati – spiega il prof. Dvir – è fondamentale per eliminare il rischio di rigetto dell’impianto, che mette a repentaglio il successo di tali trattamenti”.
I prossimi passi
I ricercatori stanno ora pianificando di coltivare i cuori stampati in laboratorio e “insegnando loro a comportarsi” come veri cuori, spiega il prof. Dvir. Hanno quindi in programma di trapiantare il cuore stampato in 3D in modelli animali.
“Abbiamo bisogno di sviluppare ulteriormente il cuore stampat0. Le cellule devono formare una capacità di pompaggio, possono contrarsi, ma abbiamo bisogno che lavorino insieme, speriamo di riuscire a dimostrare l’efficacia e l’utilità del nostro metodo”.
*Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Centro per Nanoscience e Nanotechnology e Sagol Center for Regenerative Biotechnology.
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