چاپ زیستی قلب انسان برای آزمایش روی حیوانات

به گزارش نیو اطلس، پیوند عضو می‌تواند جان انسانها را نجات دهد، اما لیست‌های انتظار طولانی و احتمال رد پیوند و پس زده شدن عضو پیوندی توسط بدن یک چالش بزرگ است. اکنون دانشمندان «استنفورد» در یک گام بزرگ به سمت ایجاد اندام‌های جدید بر اساس تقاضا، قرارداد و بودجه‌ای برای آزمایش چاپ سه بعدی قلب انسان و کاشت آنها در خوک‌های زنده دریافت کرده‌اند.

وقتی اندام‌های بیمار شروع به از کار افتادن می‌کنند، اغلب تنها گزینه‌ای که باقی می‌ماند، پیوند است. اگرچه این راهکار می‌تواند نجات دهنده باشد، اما فرآیند آسانی نیست، چرا که ما با کمبود اندام‌های اهدایی مواجه هستیم، به این معنی که بسیاری از بیماران در انتظار رسیدن نوبت پیوند، جان خود را از دست می‌دهند.

حتی اگر یک عضو حائز شرایط نیز پیدا شود، سیستم ایمنی بدن گیرنده در بسیاری از موارد، سلول‌های عضو پیوندی را به عنوان عامل خارجی تشخیص می‌دهد و به آنها حمله می‌کند که منجر به رد پیوند می‌شود. داروهای سرکوب‌کننده‌ سیستم ایمنی می‌توانند از این امر جلوگیری کنند، اما بیماران را در برابر سایر بیماری‌ها آسیب‌پذیر می‌کنند.

راه حل ایده‌آل، گرفتن سلول‌های بنیادی از یک بیمار و استفاده از آنها برای چاپ سه بعدی یک اندام کاملاً جدید است. نه تنها می‌توان هر زمان که لازم باشد این کار را انجام داد، بلکه از آنجا که آنها از سلول‌های خود گیرنده ایجاد شده‌اند، رد عضو دیگر رخ نخواهد داد.

فناوری مورد نیاز برای این راهکار از جمله توانایی چاپ رگ‌های خونی در این بافت‌ها در سال‌های اخیر به طور پیوسته در حال پیشرفت و توسعه بوده است.

اکنون یک گام بزرگ به سمت این آینده بالقوه برداشته شده است. به گروهی از دانشمندان در استنفورد یک قرارداد به ارزش ۲۶.۳ میلیون دلار از طرف آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته برای سلامت(ARPA-H) با هدف چاپ زیستی قلب‌های انسانی و کاشت آنها در حیوانات زنده برای آزمایش کارایی چنین رویه‌ای اعطا شده است.

مارک اسکایلار-اسکات پژوهشگر اصلی این پروژه گفت: این واقعاً یک تلاش مبتکرانه است، اما اکنون مواد اولیه برای چاپ زیستی یک اندام کامل و پیچیده انسانی با عروقی که توانایی ساخت بافت‌های بزرگ و ضخیم را دارند که در نهایت می‌توانند در بدن انسان کاشته شوند و زنده بمانند، برای این تلاش بزرگ آماده شده است. به این ترتیب دوران ساخت بیولوژیک اندام آغاز می‌شود.

این گروه قصد دارد از یک بانک خودکار از زیست‌رآکتورها برای رشد انواع سلول‌های مورد نیاز برای تولید قلب انسان از جمله کاردیومیوسیت‌های بطنی و دهلیزی که مسئول انقباض قلب در هنگام تپش - سلول‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی تولید می‌کنند و به عنوان ضربان‌ساز طبیعی عمل می‌کنند - هستند، استفاده کند. همچنین سلول‌هایی که سیگنال‌های الکتریکی را هدایت می‌کنند و سلول‌های ماهیچه‌ای و ایمنی به نام ماکروفاژها و سلول‌های اندوتلیال که رگ‌های خونی را می‌پوشانند.

سپس این معجون سلولی به یک چاپگر زیستی وارد می‌شود تا به عنوان «جوهر» برای چاپ سه‌بعدی قلب انسان عمل کند.

این تیم می‌گوید، این زیست‌رآکتورها می‌توانند این سلول‌های مختلف را به میزان میلیاردها عدد تولید کنند که برای چاپ یک قلب در هر دو هفته کافی است. این قلب‌ها برای آزمایش‌های نهایی در خوک‌های زنده به امید زنده ماندن آنها آماده خواهند شد.

اسکات گفت: ما از این تعداد زیاد سلول‌ها برای تمرین، تمرین، تمرین و یادگیری تمام قوانین طراحی قلب و بهینه‌سازی زنده ماندن و عملکرد قلب در مقیاس کلی برای کاشت نهایی استفاده خواهیم کرد.

در حالی که این گروه امیدوار است که آزمایش‌های حیوانی در پنج سال آینده امکان‌پذیر شود، آزمایش‌های انسانی احتمالی آن سال‌ها بعد از آن انجام خواهد شد.