Luni, 2 septembrie, începe Săptămâna donării de organe, un moment în care se evidențiază importanța donării de organe și se celebrează abnegația donatorilor. În prezent, peste 6.300 de persoane din Marea Britanie așteaptă un transplant de organe și, din păcate, în fiecare zi, aproximativ trei persoane mor în așteptare. Ca parte a eforturilor de creștere a numărului de donatori și de reducere a unora dintre aceste decese care pot fi prevenite, Anglia va trece la un sistem „opt-out” în 2020. Cu excepția cazului în care au înregistrat o decizie de a nu dona sau fac parte din unul dintre grupurile excluse, toți adulții din Anglia vor fi considerați donatori de organe.
În timp ce această abordare va duce, sperăm, la o reducere a perioadei de timp în care un pacient trebuie să aștepte un organ potrivit pentru transplant, ea nu abordează cealaltă problemă principală a transplantului – respingerea. Sistemul imunitar al beneficiarilor de transplant recunoaște organele donatorului ca fiind „străine” și le poate ataca în încercarea de a le elimina din organism. Medicamentele imunosupresoare pot ajuta la minimizarea magnitudinii respingerii, dar nu au întotdeauna succes pe termen lung, iar utilizarea lor vine cu efecte adverse proprii.
Într-o lume ideală, nu ar fi nevoie să ne bazăm pe organele donatorilor. Oricine ar avea nevoie de un transplant ar primi un organ personalizat generat în laborator din propriile celule. Ceea ce înseamnă că nu ar mai fi nevoie de așteptarea unui donator uman și șanse minime de respingere. Deși această idee poate părea în prezent destul de futuristă, mai multe grupuri de cercetare fac primii pași pentru ca într-o zi să devină realitate.
Tehnologiile de bioimprimare 3D se află în centrul multora dintre aceste proiecte. Pornind de la principiile imprimării 3D, bioimprimarea utilizează biofundente realizate din celule pentru a imprima țesuturile vii strat cu strat. O anumită formă de schelă este, de asemenea, de obicei implicată în proces pentru a susține și proteja celulele. Prin controlul atent al celulelor care sunt plasate unde sunt plasate, bioimprimarea poate permite producerea de structuri biologice complexe. O serie de proiecte sunt în curs de desfășurare pentru a valorifica această tehnologie în vederea imprimării de țesuturi umane funcționale, primul pas către imprimarea unui întreg organ.
Inima
Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon au demonstrat recent capacitatea de a imprima componente ale inimii la scară completă, inclusiv cardiomiocite, valve cardiace și ventricule. „Ceea ce am demonstrat este că putem imprima bucăți de inimă din celule și colagen în părți care funcționează cu adevărat, cum ar fi o valvă cardiacă sau un mic ventricul care bate”, a explicat Adam Feinberg, profesor de inginerie biomedicală și de știința și ingineria materialelor, într-un comunicat de presă.
Utilizând un hidrogel special dezvoltat, cercetătorii au reușit să depășească una dintre principalele dificultăți asociate cu imprimarea colagenului – împiedicarea deformării acestuia. Colagenul este cea mai abundentă proteină din țesuturile umane, astfel că abilitatea de a o biotipări eficient va fi importantă și în crearea altor organe în afară de inimă.
„Este important să înțelegem că mai sunt mulți ani de cercetare de făcut”, a adăugat Feinberg. „Dar ar trebui să existe în continuare entuziasmul că facem progrese reale în direcția ingineriei țesuturilor și organelor umane funcționale, iar această lucrare este un pas pe această cale.”

Plămânii

O provocare majoră în crearea de țesuturi și organe pe deplin funcționale este capacitatea de a le oferi un sistem care să poată furniza o alimentare adecvată cu sânge și să elimine eficient produsele reziduale. O echipă de oameni de știință de la Universitatea Rice a conceput recent o tehnologie de bioimprimare cu sursă deschisă – SLATE (Stero-lithography apparatus for tissue engineering) – care permite crearea de vascularizații complexe.
Echipa a demonstrat abilitățile tehnologiei prin bioimprimarea unor saci de aer care imită plămânii și care au permis o circulație a oxigenului similară cu schimbul de gaze care are loc în sacii de aer alveolari din plămânii umani. Tehnica poate fi aplicată, de asemenea, la bioimprimarea altor țesuturi și structuri, cum ar fi valvele bicuspide din inimă.
„Odată cu adăugarea structurii multivasculare și intravasculare, introducem un set extins de libertăți de proiectare pentru ingineria țesuturilor vii”, a declarat Jordan Miller, profesor asistent de bioinginerie la Universitatea Rice, într-un comunicat de presă care detaliază lucrarea. „Acum avem libertatea de a construi multe dintre structurile complicate care se găsesc în organism.”
Rinichiul

În continuarea cercetărilor finalizate în 2016, o echipă de la Institutul Wyss a creat recent un model de tubul proximal vascularizat 3-D care imită mai bine funcția de reabsorbție a rinichiului uman. În model, tubulii perfuzabili și vasele de sânge sunt tipărite adiacent unul lângă celălalt și sunt capabile să comunice. „Construim aceste dispozitive renale vii în câteva zile și ele pot rămâne stabile și funcționale timp de luni de zile”, a declarat primul autor Neil Lin, într-un comunicat de presă.
Lucrarea face parte din Inițiativa 3D Organ Engineering Initiative a Institutului Wyss, care reunește cercetători multidisciplinari cu scopul de a dezvolta țesuturi și organe transplantabile prin bioinginerie.

Se lucrează, de asemenea, de către grupuri separate pentru a biotipări componente ale altor organe, cum ar fi ficatul, pielea și corneea.

În timp ce aceste exemple evidențiază marile evoluții care au fost realizate în ceea ce privește posibilitatea de a imprima cu precizie țesuturi funcționale, este probabil să mai treacă ceva timp până când va fi posibilă bioimprimarea de organe întregi adecvate pentru transplant. Trecerea de la structuri tisulare mici, relativ simple, la organe complete, mari și complexe, va necesita progrese suplimentare în domenii precum integrarea rețelei vasculare.
După ce obstacolele tehnice vor fi depășite și organele complet funcționale vor putea fi bioimprimate cu succes, testele de siguranță extinse și politicile de reglementare pot, de asemenea, să adauge la intervalul de timp până când pacienții vor putea primi un organ bioimprimat. Deși, din păcate, este puțin probabil ca bioimprimarea să ajute pacienții care au nevoie în prezent de un transplant de organe, mulți sunt optimiști că acum este vorba despre când și nu dacă țesuturile și organele bioimprimate vor fi disponibile și vor reprezenta o opțiune alternativă la donarea de organe.

.