Primo cuore stampato in 3D con cellule e materiali biologici del paziente

Un cuore umano (non di dimensioni reali) stampato in 3D (credito: Advanced Science, WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi.org/10.1002/advs.201900344)

Il primo cuore ingegnerizzato e stampato in 3D utilizzando le cellule e i materiali biologici di un paziente è stato in creato dal gruppo di ricercatori dell’Università di Tel Aviv.
Lo studio apparso su Advanced Science mostra dunque che possibile stampare anche tessuti complessi con vasi sanguigni e non solo, come specifica Tal Dvir, uno degli autori dello studio: “Questa è la prima volta che qualcuno ha progettato e stampato con successo un intero cuore pieno di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere”.

Tecniche del genere potrebbero sopperire alla mancanza di organi per quanto concerne il trapianto di cuore, attualmente l’unico trattamento disponibile per pazienti con determinate malattie, come ad esempio l’insufficienza cardiaca negli stadi avanzati.
Nuovi approcci come questo, che si aggiungono ad altri che vedono organi umani cresciuti nel corpo di animali, come ad esempio maiali, potrebbero diventare la soluzione migliore tra qualche decennio.

Come specifica Dvir il cuore ingegnerizzato in laboratorio è fatto da vere cellule umane e materiali biologici specifici: “Nel nostro processo questi materiali fungono da bioinchiostro, sostanze composte da zuccheri e proteine ​​che possono essere utilizzate per la stampa 3D di modelli di tessuti complessi”.
Cuori ingegnerizzati erano già stati stampati in 3D in passato ma non utilizzando vere cellule di un paziente e realizzando veri vasi sanguigni. Inoltre un approccio del genere permette progettazioni personalizzate a seconda delle specifiche patologie del paziente.

Attualmente è stato realizzato un cuore 3D di piccole dimensioni, delle dimensioni del cuore di un coniglio, come specifica lo stesso Dvir, ma la tecnica per creare un cuore di dimensioni uguali a quello umano è la stessa.
Le cellule sono state prelevate dal paziente eseguendo una biopsia del tessuto grasso. Alcune delle cellule sono state riprogrammare e trasformate in cellule staminali pluripotenti mentre altre venivano trasformate in un idrogel che serviva da “inchiostro” per la stampa.

Le due tipologie di cellule sono state poi miscelate e quindi differenziate efficientemente in cellule cardiache oppure endoteliali cosa che portava a tessuti non solo compatibili con il paziente ma anche immunocompatibile con i vasi sanguigni.
Proprio la biocompatibilità dei materiali ingegnerizzati è risultata fondamentale per l’intero progetto in quanto nei casi di organi ingegnerizzati il primo rischio è sempre il rigetto.

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