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Los científicos crean el primer corazón impreso en 3D del mundo utilizando las propias células del paciente

Posted by on Abr 16, 2019 | 0 comments

Los científicos crean el primer corazón impreso en 3D del mundo utilizando las propias células del paciente

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han impreso con éxito el primer corazón 3D del mundo utilizando las células y los materiales biológicos propios de un paciente para «igualar completamente las propiedades inmunológicas, celulares, bioquímicas y anatómicas del paciente».

Hasta ahora, los investigadores solo han podido imprimir en 3D tejidos simples que carecen de vasos sanguíneos.

«Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. En nuestro proceso, estos materiales sirven como enlaces biológicos, sustancias elaboradas a partir de azúcares y proteínas que se pueden usar para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos», dijo el investigador principal Tal Dvir en un comunicado . «Las personas han logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón en el pasado, pero no con células ni con vasos sanguíneos. Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para la ingeniería de reemplazo personalizado de tejidos y órganos en el futuro».

Al describir su trabajo en Advanced Science , el equipo de investigación comenzó tomando biopsias de tejidos grasos de estructuras abdominales conocidas como omento  tanto en humanos como en cerdos. Los materiales celulares del tejido se separaron de los que no estaban y se reprogramaron para convertirse en células madre pluripotentes, » células maestras » capaces de producir células de las tres capas del cuerpo con el potencial de producir cualquier célula o tejido en el cuerpo. El equipo hizo entonces la matriz extracelular.– Compuesto por colágeno y glicoproteínas – en un hidrogel utilizado como la «tinta» de impresión. Las células se mezclaron con el hidrogel y luego se diferenciaron en células cardíacas o endoteliales (aquellas que recubren la superficie interior de los vasos sanguíneos y linfáticos) para crear parches cardíacos compatibles con el sistema inmunitario específicos para el paciente, completos con vasos sanguíneos y, en última instancia, un corazón completo con bioingeniería. a partir de materiales «nativos» específicos del paciente.

Aunque prometedor, el equipo nos recuerda rápidamente que sus corazones aún no están listos para el trasplante humano.

«En esta etapa, nuestro corazón 3D es pequeño, del tamaño del corazón de un conejo», dijo Dvir. «Pero los corazones humanos más grandes requieren la misma tecnología».

Para empezar, crear un corazón humano llevaría mucho más tiempo y requeriría miles de millones de células, no solo millones. Además, los corazones del tamaño de una cereza no necesariamente se comportan como corazones, lo que obliga a los investigadores a desarrollarlos y «entrenarlos» para que sean como corazones humanos y formen una capacidad de bombeo. Actualmente, las células pueden contraerse pero no funcionan juntas.

En cualquier caso, el desarrollo es un paso masivo para el avance del trasplante de órganos. La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte en hombres y mujeres en los EE. UU., Y los trasplantes de corazón son el único tratamiento disponible para las personas con insuficiencia cardíaca en etapa terminal. La escasez de donantes no solo requiere el desarrollo de nuevas estrategias, sino que la creación de corazones que combinen con la composición biológica única de un paciente podría prevenir el riesgo de rechazo.

«La biocompatibilidad de los materiales de ingeniería es crucial para eliminar el riesgo de rechazo de implantes, lo que pone en peligro el éxito de tales tratamientos», dijo Dvir. «Idealmente, el biomaterial debe poseer las mismas propiedades bioquímicas, mecánicas y topográficas de los tejidos del propio paciente. Aquí, podemos informar un enfoque simple para los tejidos cardiacos gruesos, vascularizados y perfundibles impresos en 3D que coinciden completamente con el inmunológico, celular, bioquímico y Propiedades anatómicas del paciente «.

Después de «entrenar» los corazones para bombear eficientemente, el equipo espera trasplantarlos a los animales para realizar más pruebas.

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