Primo modello bioibrido di un ventricolo umano con tanto di cellule cardiache che battono

Credito: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences - YouTube

Costruire in laboratorio un cuore umano da zero resta ancora uno dei più grandi obiettivi di tutta l’ingegneria biomedica, un traguardo che risolverebbe il grosso problema dei trapianti cardiaci. Tuttavia, come spiega un comunicato della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), per realizzare un obiettivo del genere si devono replicare alla perfezione tutte le strutture e i sensibili meccanismi che regolano il cuore umano. E c’è un movimento molto difficile da riprodurre, quello della torsione che il cuore effettua quando fa il battito.

Gli esperti credono che questo sottile movimento sia in realtà importantissimo per il pompaggio del sangue ma non l’hanno potuto mai dimostrare perché è difficile creare dei cuori con strutture e allineamenti diversi per fare dei raffronti. Il team di bioingegneri della SEAS ha forse effettuato un primo, importante passo avanti in questa direzione. I ricercatori hanno realizzato il primo modello bioibrido di un ventricolo umano con tanto di cellule cardiache che battono allineate in maniera elicoidale. Proprio tramite questo nuovo ventricolo artificiale i ricercatori sono riusciti a dimostrare che il suddetto movimento di torsione e relativo allineamento muscolare aumentano il sangue che il ventricolo può pompare.

I ricercatori hanno usato una tecnica di produzione di tessuti denominata Focused Rotary Jet Spinning (FRJS). Con questa tecnica hanno fabbricato fibre allineate elicoidalmente con vari diametri, tutti comunque molto piccoli e misurabili anche in nanometri. Il metodo viene descritto in dettaglio in uno studio apparso su Science.[2]

“Questo lavoro è un importante passo avanti per la biofabbricazione di organi e ci avvicina al nostro obiettivo finale di costruire un cuore umano per il trapianto”, spiega Kit Parker, professore di bioingegneria e di fisica applicata della SEAS nonché l’autore senior dello studio. I ricercatori hanno infatti anche dimostrato che, a livello teorico, il processo che hanno utilizzato è scalabile: potrebbe essere usato anche per creare un cuore umano di dimensioni reali. Non ci hanno ancora provato perché dovrebbero essere utilizzati miliardi di cardiomiociti, le cellule muscolari cardiache, una quantità che evidentemente, almeno per il momento, gli scienziati non sono ancora in grado di gestire.

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Note e approfondimenti

  1. A major step forward for organ biofabrication
  2. Recreating the heart’s helical structure-function relationship with focused rotary jet spinning (DOI: 10.1126/science.abl6395)
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