<p class="ArticleImageCaptionCredit”>Subramanian Sundaram/BU i Uniwersytet Harvarda
Organy hodowane w laboratoriach dla celów transplantacyjnych stają się coraz bardziej realne dzięki nowatorskiej technice tworzenia sztucznych naczyń krwionośnych przy użyciu drukarek 3D i ciekłego metalu. Naukowcy zrobili krok naprzód w tej dziedzinie, co daje nadzieję na przełom w medycynie regeneracyjnej.
Jednym z kluczowych wyzwań w hodowli organów w warunkach laboratoryjnych jest odtworzenie precyzyjnej, mikroskopijnej struktury naczyń krwionośnych, które przenikają przez tkanki. W organizmach to właśnie naczynia pełnią rolę „autostrad” dla składników odżywczych, tlenu i produktów przemiany materii. Dla naukowców próbujących stworzyć funkcjonalne organy, problemem pozostawało wierne odtworzenie tych struktur.
W organizmie komórki są wspierane przez macierz zewnątrzkomórkową (ECM), czyli naturalną strukturę przypominającą żel. ECM składa się z białek, takich jak kolagen, które działają jak rusztowanie nadające tkankom i organom ich kształt oraz stabilność. To właśnie te właściwości ECM stały się inspiracją dla badaczy w tworzeniu sztucznych organów.
Nowa metoda bazuje na wykorzystaniu galu – metalu, który w temperaturze pokojowej może przechodzić w stan ciekły. Badacze używają galu do budowy precyzyjnych odlewów kanałów, imitujących naczynia krwionośne. W procesie tym ciekły gal działa jak forma, która jest następnie wypełniana specjalnym żelem przypominającym ECM.
Za pomocą drukarek 3D można z ogromną precyzją projektować kanały w strukturach żelowych, co umożliwia ich dostosowanie do skomplikowanych wzorców naczyń krwionośnych w prawdziwych organach. Po zakończeniu procesu formowania, gal można bezpiecznie usunąć, pozostawiając w żelu doskonale odwzorowane kanaliki. Taka technologia pozwala na tworzenie niezwykle realistycznych i funkcjonalnych modeli naczyń.
Rozwiązanie to może w przyszłości zrewolucjonizować transplantologię. Obecnie największym problemem jest niedobór odpowiednich organów do przeszczepów, a także ryzyko ich odrzutu przez organizm biorcy. Narządy hodowane w laboratorium, bazujące na własnych komórkach pacjenta, mogą wyeliminować oba te problemy. Tworzenie precyzyjnych naczyń krwionośnych jest kluczowym krokiem na drodze do realizacji tej wizji.
Co więcej, zastosowanie technologii ciekłego metalu może znaleźć zastosowanie nie tylko w transplantologii, ale również w testach farmakologicznych. Dzięki hodowanym w laboratoriach modelom organów, naukowcy mogliby w bezpieczny sposób badać nowe leki, ograniczając tym samym konieczność przeprowadzania testów na zwierzętach.
Zespół naukowców odpowiedzialnych za ten przełomowy projekt podkreśla, że choć technologia rozwija się dynamicznie, to wciąż pozostaje wiele do zrobienia. Obecnie trwają intensywne prace nad integracją stworzonych w laboratorium naczyń z prawdziwą tkanką oraz zapewnieniem, że hodowane w ten sposób organy będą w pełni funkcjonalne po przeszczepie.
Nie ma wątpliwości, że technologia ciekłego metalu oraz zaawansowany druk 3D otwierają zupełnie nowe możliwości w medycynie. To, co jeszcze niedawno wydawało się wyłącznie science fiction, coraz bardziej zbliża się do rzeczywistości. W perspektywie najbliższych lat możemy spodziewać się kolejnych przełomów, które znacznie poprawią jakość życia pacjentów oczekujących na przeszczepy.
