Il primo cuore stampato in 3D con cellule umane: è questo il traguardo raggiunto dai ricercatori dell’università di Tel Aviv, che intravedono la possibilità di utilizzare questa stessa tecnica per curare pazienti con problemi cardiaci. La notizia assume ancora più valore se si pensa che il cuore è stato creato utilizzando cellule e materiale biologico del paziente coinvolto nella ricerca. L’organo, pertanto, coincide perfettamente con le proprietà immunologiche, cellulari, biochimiche e anatomiche del soggetto.
Notevole la soddisfazione dei ricercatori, che così come riportato da Ifl Science! hanno sottolineato l’importanza del traguardo raggiunto. Il prof. Tal Dvir, figura chiave della ricerca, ha dichiarato sul sito dell’Università di Tel Aviv:
Questo cuore è fatto di cellule umane e specifico materiale biologico proveniente dal paziente. Nel nostro processo di creazione, questi materiali hanno rivestito il ruolo di bioink, sostanza composta da zuccheri e proteine che possono essere utilizzate per la stampa tridimensionale dei tessuti.
Nell’immagine seguente è possibile comprendere alcune fasi del processo che ha portato alla stampa. In un primo momento, il cuore è stato inserito in una soluzione liquida di supporto (figura F). In seguito, l’organo è stato estratto (figura G) e, per dimostrare la corretta distribuzione di ventricoli e atri, è stato iniettato dell’inchiostro rosso e blu (figura H).
Le fasi del processo di creazione
Pur senza entrare in particolari tecnici, è possibile descrivere a grandi linee il processo che ha portato alla creazione del cuore in 3D, in ogni caso illustrato nello specifico su Advanced Science.
La fase iniziale del lavoro ha previsto l’esecuzione di biopsie e la raccolta di tessuti dalle strutture addominali del paziente. Il tessuto così raccolto è stato riprogrammato, ottenendo cellule staminali capaci di produrre a loro volta le cellule e i tessuti necessari.
Il team del prof. Dvir, in seguito, ha proceduto con la costruzione di una matrice extracellulare, composta da glicoproteine e collagene, associandola con l’idrogeno: in questo modo è stato possibile creare “l’inchiostro” necessario alla stampa. In seguito è stata operata una ulteriore differenziazione delle cellule, divise in cardiache ed endoteliali. Così facendo, è stato possibile creare un profilo perfettamente compatibile con il quadro immunologico del paziente.
Si tratta, pertanto, di un procedimento circolare, nel quale la raccolta di tessuti del paziente consente di creare “l’inchiostro” necessario alla stampa del cuore, che in un contesto teorico ideale potrebbe essere trapiantato proprio nel soggetto coinvolto. Il procedimento è illustrato nella figura seguente:
Risultati incoraggianti, ma la ricerca è ancora lunga
L’entusiasmo per la scoperta scema leggermente nel momento in cui si pensa che il cuore di cui si sta parlando è ancora ben lontano dall’essere considerato utilizzabile in interventi che coinvolgono esseri umani. Il dottor Dvir, a questo proposito, spiega:
In questa fase, il nostro cuore stampato in 3D è piccolo, simile a quello di un coniglio. Ma per realizzare cuori umani, di dimensioni più grandi, è necessaria la stessa tecnologia.
Per creare un cuore umano sono necessari miliardi di cellule, non solo milioni, come nel caso del cuore appena stampato. Una volta creato, inoltre, l’organo deve essere “istruito”, e cioè deve essere in grado di svolgere la classica funzione di pompa di ogni cuore. Al momento, le cellule dell’organo stampato in 3D possono contrarsi, ma non lavorare in maniera corretta.
In ogni caso, i risultati sono sicuramente incoraggianti, come spiega ancora il dott. Dvir:
La biocompatibilità dei materiali biologici creati elimina il rischio di rigetto, che da solo potrebbe mettere a repentaglio il successo dell'operazione. In teoria, il materiale creato possiede le stesse caratteristiche biochimiche, meccaniche e topografiche dei tessuti del paziente.
Secondo Dvir, questo procedimento ridurrà anche i tempi di attesa per i trapianti:
I pazienti non dovranno più attendere per i trapianti, e non dovranno assumere medicinali per prevenire il rigetto. Invece, l’organo richiesto verrà stampato, e pienamente personalizzato per ogni paziente.
La speranza riguarda non solo il trapianto dell’intero organo, ma anche la cura di alcune specifiche aree. In questo campo, però, il dott. Dvir non può fare altro che formulare ipotesi:
Forse potremo stampare dei tessuti correttivi che possono migliorare o eliminare malattie di determinate aree del cuore, rimpiazzando ciò che non va con qualcosa che funziona.
Dopo il già citato periodo di “addestramento” del cuore, la speranza dei ricercatori è quella di iniziare la fase di sperimentazione sugli animali.
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