O echipă de cercetători de la Universitatea Yale a creat o aortă sintetică, prin tehnologia de bioimprimare 3D, pe care au implantat-o cu succes la şobolani, marcând un moment important în evoluţia tratamentului bolilor cardiovasculare. Această inovaţie ar putea permite în viitor înlocuirea vaselor de sânge umane cu structuri perfect adaptate pacientului, accelerând vindecarea şi reducând riscurile asociate grefelor standard.
Prin această nouă abordare, oamenii de ştiinţă ar putea utiliza celulele proprii ale pacientului sau celule de la un donator pentru a crea rapid ţesuturi sintetice personalizate care să corespundă în formă şi dimensiune cu segmentele vasculare care trebuie înlocuite.
Tratamentele actuale pentru bolile cardiovasculare severe includ utilizarea de grefe autologe (provenite din ţesuturile pacientului) sau materiale sintetice.
Totuşi, grefele autologe necesită intervenţii chirurgicale invazive şi prezintă un risc ridicat de eşec, iar cele sintetice sunt limitate la vase mari şi expuse riscului de pierderi de sânge prin peretele vascular sau colonizare bacteriană dăunătoare.
Vasele de sânge bioimprimate ar putea reprezenta o soluţie mai bună, spun cercetătorii.
„Ar fi o alternativă pentru persoanele care suferă de boli cardiovasculare şi le-ar permite menţinerea unei calităţi mai bune a vieţii”, a declarat dr. John Geibel, autor principal al studiului, profesor emerit de chirurgie gastrointestinală şi de fiziologie celulară şi moleculară la Yale, citat într-un comunicat.
Anterior, cercetătorii au încercat să creeze ţesuturi prin intermediul unui bioreactor în care injectau celulele. Dezavantajul major al acestei metode este durata mare de timp necesară, de săptămâni, pentru a obţine ţesuturi viabile.
În studiul actual, cercetătorii au investigat fezabilitatea bioimprimării aortei. Ei au cultivat principalele tipuri de celule care compun aorta (celule aortice, celule musculare netede şi fibroblaste), prelevate de la şobolani. Acestea au fost încărcate în seringi conectate la bioimprimanta 3D, care a depus celulele pe un tub de oţel inoxidabil rotativ. După câteva zile de incubare, aortele sintetice erau gata de implantare.
Structurile vasculare sintetice au fost testate pe 20 de şobolani. Alţi 20 de şobolani au fost supuşi aceleiaşi proceduri chirurgicale, dar fără implantarea aortei sintetice. Toţi şobolanii au revenit la un comportament normal postoperator şi s-au menţinut într-o stare bună de sănătate. Este remarcabil că procedura a avut succes şi la şobolanii care au primit aorte construite din celulele unui alt animal.
Studiul reprezintă o dovadă a conceptului pentru utilizarea vaselor de sânge produse sintetic în tratamentul bolilor cardiovasculare.
„Diferenţa dintre un şobolan şi un om poate părea semnificativă, dar, de fapt, nu este. Pentru oameni va fi nevoie doar de un număr mult mai mare de celule”, explică dr. Geibel.
Perspective clinice şi aplicaţii viitoare
Posibilitatea de a folosi celule de la un donator ar putea reduce semnificativ timpul de aşteptare al pacientului pentru un implant cu vase de sânge sintetice.
„Teoretic, nu ar fi nevoie să colectăm celule de la pacientul cu boală cardiovasculară. Am putea să le recoltăm de la un alt individ şi să începem culturile celulare pentru a avea suficiente celule pregătite din timp”, explică dr. Geibel.
Capacitatea de a produce reţele vasculare sintetice compatibile cu organismul uman în doar câteva zile ar putea avea implicaţii remarcabile.
De exemplu, în cazul persoanelor cu complicaţii la nivelul membrelor inferioare provocate de diabet, circulaţia sanguină este frecvent afectată, ceea ce diminuează fluxul de sânge în acea zonă. Netratate, aceste probleme pot evolua până la necesitatea amputării.
Vasele de sânge sintetice ar putea oferi o soluţie terapeutică inovatoare, cu potenţialul de a preveni pierderea membrului afectat.
„Am făcut primul pas către o tehnologie care, în viitor, ne va permite să schimbăm în mod semnificativ modul în care tratăm pacienţii”, a concluzionat dr. Geibel.
