Para saintis 'mencetak' jantung 3D menggunakan tisu pesakit
Walaupun percetakan 3D telah berkembang pesat sejak beberapa tahun kebelakangan, menggunakannya untuk mencetak organ-organ manusia yang berfungsi masih merupakan impian yang jauh. Namun, baru-baru ini, para saintis membawa impian ini selangkah lebih dekat.
Kredit gambar: Advanced Science 2019 The Authors
Penyakit kardiovaskular adalah penyebab utama kematian di Amerika Syarikat.
Menurut Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC), 610,000 orang di A.S. mati akibat penyakit jantung setiap tahun.
Setelah mencapai tahap akhir, satu-satunya pilihan rawatan adalah pemindahan jantung.
Oleh kerana terlalu banyak penderma jantung, penantian untuk pemindahan nyawa panjang.
Para saintis berminat untuk mencari cara memperbaiki tisu jantung yang ada untuk membuang atau menangguhkan keperluan untuk pemindahan.
Sebagai contoh, jika ahli bedah dapat memasukkan bahan ke dalam jantung, ia dapat membentuk perancah sementara untuk mendukung sel dan meningkatkan penyusunan semula sel.
Kejuruteraan tisu jantung yang disebut ini mempunyai beberapa masalah; terutamanya, saintis perlu mencari sejenis bahan yang tidak akan ditolak oleh badan. Para penyelidik telah mencuba pelbagai bahan dan kaedah, tetapi calon yang sempurna adalah sel dari tubuh pesakit.
Bioink dan sel stem
Selama beberapa tahun kebelakangan ini, para penyelidik telah membuat beberapa kemajuan ke arah mereplikasi tisu manusia secara artifisial.
Sekumpulan saintis dari Universiti Tel Aviv di Israel telah melakukan kerja ini selangkah lebih maju dan memajukan kejuruteraan tisu jantung ke peringkat seterusnya.
"Ini adalah kali pertama orang di mana sahaja berjaya merekayasa dan mencetak seluruh hati yang penuh dengan sel, saluran darah, ventrikel, dan ruang."
Penyelidik utama Prof Tal Dvir
Para saintis telah merancang pendekatan inovatif yang memungkinkan mereka membuat perkara yang paling dekat dengan jantung buatan sehingga kini.
Langkah pertama mereka adalah mengambil biopsi tisu lemak dari pesakit; kemudian, mereka memisahkan bahan selular daripada bahan bukan sel.
Para penyelidik memprogramkan semula sel-sel tisu lemak menjadi sel induk yang bersifat pluripoten, yang dapat berkembang menjadi rangkaian jenis sel yang diperlukan untuk menumbuhkan jantung.
Bahan bukan sel terdiri daripada komponen struktur, seperti glikoprotein dan kolagen; para saintis mengubahnya untuk menjadikannya "bioink."
Kemudian, mereka mencampurkan bioink ini dengan sel stem. Sel dibezakan menjadi sel jantung atau endotel (yang melapisi saluran darah), yang dapat digunakan para saintis untuk membuat tompok jantung, termasuk saluran darah.
Mereka menerangkan kaedah mereka secara terperinci dalam makalah baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal Sains Lanjutan.
'Ukuran hati arnab'
“Hati ini terbuat dari sel manusia dan bahan biologi khusus pesakit. Dalam proses kami, bahan-bahan ini berfungsi sebagai bioink, zat yang terbuat dari gula dan protein yang dapat digunakan untuk pencetakan 3D model tisu kompleks, ”kata Prof Dvir.
Dia melanjutkan dengan mengatakan: "Orang-orang telah berjaya mencetak 3D struktur jantung pada masa lalu, tetapi tidak dengan sel atau saluran darah. Hasil kami menunjukkan potensi pendekatan kami untuk teknik penggantian tisu dan organ yang diperibadikan pada masa akan datang. "
Untuk menunjukkan potensi teknik mereka, para saintis membuat jantung yang kecil tetapi tepat secara anatomi, lengkap dengan saluran darah dan sel.
"Pada tahap ini, jantung 3D kita kecil, ukuran hati arnab," kata Prof Dvir. "Tetapi hati manusia yang lebih besar memerlukan teknologi yang sama."
Perlu diingat bahawa teknologi ini masih jauh daripada dapat menggantikan pemindahan jantung. Ini hanyalah langkah lain di sepanjang jalan - walaupun langkah yang agak besar.
Tugas seterusnya yang penting, seperti yang dikatakan oleh Prof Dvir, adalah mengajar mereka berperilaku seperti hati; dia menjelaskan bahawa mereka "perlu mengembangkan hati yang dicetak lebih jauh. Sel perlu membentuk keupayaan mengepam; mereka sekarang boleh berkontrak, tetapi kami memerlukan mereka untuk bekerjasama. "
"Harapan kami," lanjutnya, "adalah kita akan berjaya dan membuktikan keberkesanan dan kegunaan kaedah kita."
Masih ada jalan panjang di hadapan, tetapi para penyelidik teruja dengan sejauh mana mereka telah sampai.
"Mungkin, dalam 10 tahun, akan ada pencetak organ di rumah sakit terbaik di seluruh dunia, dan prosedur ini akan dilakukan secara rutin."
Prof Tal Dvir
