Lidské srdce je důmyslný přírodní „stroj“, který pravidelnými stahy zajišťuje oběh krve tělem, a tím také přenos živin i odpadních látek.

Celé srdce ještě naše technologie neumí napodobit. Za dvě desetiletí výzkumu ale udělaly obrovský pokrok. Nejnověji u srdečních komor vytvořených 3D tiskem buněk, tedy biotiskem.

Výzkumníci z univerzity v německém Erlangenu-Norimberku touto technologií vytvořili miniaturní srdeční komory, které začaly bít týden po vytištění a samostatně tloukly déle než sto dnů, informuje magazín New Scientist. K 3D tisku buněk, použili buňky srdeční svaloviny – kardiomyocyty, kolagen a kyselinu hyaluronovou. Z jejich směsi namíchali „biologický inkoust“.

Obdobně jako u běžného 3D tisku vstříkli tento bioinkoust tryskou do srdeční tkáně podporované gelem. Po vytištění gel ztuhl, a tak vznikla umělá srdeční komora.

Krok za krokem k umělému srdci

Vývoj kultivace orgánů postupuje rychle kupředu. V prvním desetiletí tohoto století se nejprve podařilo přimět kmenové buňky, aby se proměňovaly v jiné buňky našeho těla. Ukázalo se ale, že při této úpravě v laboratoři chybí všechny přísady, které má naše tělo – rostly chuchvalce buněk bez ladu, skladu a především bez cévního systému.

Tento chaos výzkumníci vyřešili tím, že buňky nanášeli na mezibuněčné lešení tvořené především kolagenem. A v posledních několika letech se daří dodávat všechny nezbytné ingredience nutné k růstu orgánu. Dokazují to i srdeční komory německých expertů.

K rekonstrukci růstu srdce je nutný precizní biotisk a tuto technologii němečtí výzkumníci zvládli. Dokázali vytisknout miniaturní srdeční komory o výšce 14 milimetrů a průměru 8 milimetrů.

Miniaturní komory, které mají zhruba šestinu velikosti skutečné komory lidského srdce, prokázaly svou funkčnost. Začaly bít týden po vytištění a pokračovaly v autonomním tlukotu po působivou dobu víc jak 100 dnů.

„Stejně jako u skutečného srdce se jejich tepová frekvence dala zrychlit stimulačními léky, což by kromě využití v transplantační medicíně mohlo otevřít i cestu k bezpečnějšímu testování nových léčiv, upozorňuje New Scientists.

Naděje pro miliony pacientů

Srdeční komory ještě nejsou natolik dokonalé, aby experti mohli sestavit kompletní umělé srdce schopné bít desítky let. Od prvních nápadů na kultivaci orgánů ale výzkum urazil pozoruhodně dlouhou cestu k praktickému využití.

V budoucnu chtějí vědci z Norimberku do mikrokomor vstříknout druhý biologický inkoust. To by mělo umožnit růst krevních cév uvnitř komor, a tak přiblížit vytištění funkčního srdce.

3D biotisk se neustále vyvíjí a průlomové experimenty, ke kterým patří také srdeční komory vytvořené v Norimberku, jsou velkým příslibem pro lékařskou vědu. Dávají naději pro miliony pacientů po celém světě, kteří čekají na transplantaci orgánů.