Forscher haben erfolgreich ein Miniaturherz mit Zellen, Blutgefäßen, Ventrikeln und Kammern in 3D gedruckt. Das aus „Tinte“ hergestellte Organ, das laut Bloombergs Michael Arnold aus den Zellen und biologischen Materialien des Patienten hergestellt wurde, ist das erste Mal, dass Wissenschaftler nicht mehr nur einfache Gewebe bedrucken, denen Blutgefäße fehlen.
Der beeindruckende Prototyp, der in Advanced Science neu beschrieben wurde, hat ungefähr die Größe eines Kaninchenherzens. Der leitende Autor Tal Dvir von der Universität Tel Aviv erklärt jedoch in einer Erklärung: "Größere menschliche Herzen erfordern dieselbe Technologie" und hofft, dass die Technik schließlich angepasst werden kann, um funktionelle Herzflecken zu erzeugen oder sogar Organtransplantationen durchzuführen.
Wie Yasemin Saplakoglu von Live Science berichtet, bauten israelische Forscher das traubengroße Herz auf, indem sie einem Patienten eine Fettgewebeprobe extrahierten und dieses Gewebe dann in seine einzelnen Zellen aufteilten. Nachdem die Funktion der Zellen mithilfe der Gentechnik optimiert und die nichtzellulären Materialien in ein Bio-Tintengel umgewandelt worden waren, übertrug das Team sie auf einen 3D-Drucker, der so programmiert war, dass er ein Herz druckt, das auf CT-Scans modelliert ist, und das Rendering eines Künstlers. Drei bis vier Stunden später war das kleine Herz fertig - wenn auch immer noch nicht funktionsfähig.
Bevor Arnold das Organ zum „Leben“ oder zu etwas anderem bringt, merkt er an, dass die Wissenschaftler etwa einen Monat warten müssen, bis die Zellen reif sind. Derzeit berichtet Delphine Matthieussent für Agence France-Presse, dass sich die Zellen zusammenziehen können, ihnen jedoch die Fähigkeit zum Pumpen fehlt. Laut Saplakoglu müssen die Herzzellen „im Gleichklang schlagen“, um Blut effizient durch den Körper zu pumpen. Sobald dieses Kunststück vollbracht ist, sagt Dvir AFP, hofft das Team, 3D-gedruckte Herzen in tierische Subjekte zu transplantieren.
Die Technologie ist noch weit davon entfernt, am Menschen getestet zu werden, doch wie der Co-Autor der Studie, Assaf Shapira, ebenfalls von der Universität Tel Aviv, berichtet Live Science, 3-D-gedruckte Herzen könnten eines Tages dazu beitragen, die geringe Anzahl von Spenderorganen zu ergänzen, die zur Transplantation zur Verfügung stehen. Angesichts der Tatsache, dass solche hergestellten Organe für jeden Patienten personalisiert werden, würde der Prozess Risiken vermeiden, die mit der Abstoßung von transplantiertem Fremdgewebe durch das Immunsystem verbunden sind.
Herzkrankheiten sind die häufigste Todesursache in den USA und fordern jedes Jahr mehr als 600.000 Todesopfer. Oft berichtet Aristos Georgiou für Newsweek, die einzige Behandlung für fortgeschrittenes Herzversagen sei eine Herztransplantation. Leider sind Herzspender - und Organspender im Allgemeinen - Mangelware.
Hier kommt die regenerative Medizin ins Spiel: Wie die Aussage umreißt: „Die Patienten müssen nicht länger auf Transplantationen warten oder Medikamente einnehmen, um ihre Abstoßung zu verhindern. Stattdessen werden die benötigten Organe gedruckt und für jeden Patienten vollständig personalisiert. “
Bevor diese Vision jedoch Wirklichkeit werden kann, müssen Wissenschaftler herausfinden, wie ein funktionsfähiges Herz in voller Größe gedruckt werden kann - eine entmutigende Frage, wenn man bedenkt, dass eine solche Operation "Milliarden von Zellen" erfordern würde, so Arnold von Bloomberg im Gegensatz zu den vergleichsweise dürftigen Millionen des Miniherzens. Darüber hinaus sagt Camila Hochman Mendez, eine Forscherin am Texas Heart Institute, die nicht an der Studie beteiligt war, dass es Monate dauern würde, bis Live Science Saplakoglu ein höher auflösendes Organ druckt, das genug Sauerstoff und Nährstoffe enthält, um den menschlichen Körper zu unterstützen über einen längeren Zeitraum könnten die Zellen wahrscheinlich nicht überleben.
Sam Pashneh-Tala von der Universität Sheffield, ein Experte, der ebenfalls nicht in die neue Forschung involviert war, charakterisiert das Herz als "Vorzeigeobjekt" in einem Interview mit Georgiou von Newsweek .
"Dieses Konstrukt zeigte keine Funktion als Herz", sagt Pashneh-Tala. "... Die beschriebenen Ansätze sind sicherlich aufregend, aber die Studie selbst zeigt, dass einige Herausforderungen bestehen bleiben, bevor ein 3D-gedrucktes Herz eine tragfähige klinische Option für die Behandlung von Organversagen sein könnte."
Dvir ist optimistischer in Bezug auf die Ergebnisse des Teams. Obwohl er die Notwendigkeit anerkennt, "das gedruckte Herz weiterzuentwickeln", schließt er: "Vielleicht wird es in zehn Jahren Organdrucker in den besten Krankenhäusern der Welt geben, und diese Verfahren werden routinemäßig durchgeführt."
