Naukowcy z Rensselaer Polytechnic Institute opracowali sposób drukowania 3D żywej skóry wraz z naczyniami krwionośnymi. Dokonanie to jest znaczącym krokiem w kierunku tworzenia przeszczepów, które w większym stopniu przypominają skórę naturalnie produkowaną przez nasze ciała.

„W tej chwili wszystko, co jest dostępne w warunkach klinicznych przypomina estetyczny bandaż,” powiedział Pankaj Karande, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej i biologicznej oraz członek Center for Biotechnology and Interdisciplinary Studies (CBIS), który kierował wspomnianym badaniem. „Zapewniają one przyspieszone gojenie się ran, ale ostatecznie po pewnym czasie odpadają nigdy tak naprawdę nie integrując się z komórkami gospodarza”. Istotną barierą dla tej integracji był brak funkcjonującego układu naczyniowego w przeszczepach skóry.

Karande pracuje nad tym wyzwaniem od kilku lat, publikując wcześniej jeden z pierwszych artykułów pokazujących, że badacze mogą użyć dwóch rodzajów żywych komórek ludzkich i przekształcić je w „bio-tusze”, a następnie wydrukować strukturę przypominającą skórę. Od tego czasu on i jego zespół współpracują z naukowcami z Yale School of Medicine w celu włączenia do tej struktury układu naczyniowego.

W tym artykule badacze pokazują, że jeśli dodadzą kluczowe elementy, w tym ludzkie komórki śródbłonka, które wyściełają wnętrze naczyń krwionośnych, i ludzkie komórki perycytów, które owijają się wokół komórek śródbłonka wraz z kolagenem i innymi komórkami strukturalnymi w przeszczepie skóry to komórki te zaczynają się komunikować i tworzyć biologicznie istotną strukturę naczyniową w ciągu kilku tygodni.

„Jako inżynierowie pracujący nad odtworzeniem biologii, zawsze docenialiśmy i zdawaliśmy sobie sprawę z faktu, że biologia jest znacznie bardziej złożona niż proste systemy, które tworzymy w laboratorium” - powiedziała Karande. „Byliśmy mile zaskoczeni, gdy stwierdziliśmy, że kiedy zbliżamy się do tej złożoności, biologia przejmuje kontrolę i zaczyna upodabniać się do tego co występuje w naturze”.

Gdy zespół Yale przeszczepił do specjalnego typu myszy, naczynia ze skóry wydrukowane przez zespół Rensselaer zaczęły się komunikować i łączyć z własnymi naczyniami myszy.

Aby uczynić to użytecznym na poziomie klinicznym, badacze muszą mieć możliwość edycji komórek dawcy za pomocą czegoś takiego jak technologia CRISPR, aby naczynia mogły się zintegrować i zostać zaakceptowane przez ciało pacjenta. „Wciąż nie jesteśmy na tym etapie, ale jesteśmy coraz bliżej” - powiedziała Karande.

„Ten znaczący rozwój podkreśla ogromny potencjał drukowania w technologii 3D w gałęziach medycyny, w których precyzja odgrywa bardzo duże znaczenie” - powiedział Deepak Vashishth, dyrektor CBIS.

Karande powiedział, że trzeba będzie włożyć więcej pracy, aby sprostać wyzwaniom związanym z oparzeniami pacjentów, a dokładniej uszkodzeniami zakończeniami nerwowymi, a także naczyniami. Przeszczepy, które stworzył jego zespół, przybliżają naukowców do możliwości niesienia pomocy osobom z innymi schorzeniami takimi jak cukrzyca lub odleżyny.

„Dla tych pacjentów byłyby to idealne, ponieważ owrzodzenia zwykle pojawiają się w różnych miejscach na ciele i można je leczyć przy udziale mniejszych fragmentów skóry”, powiedział Karande. „Gojenie się ran zwykle trwa dłużej u pacjentów z cukrzycą, a nasze rozwiązanie może również pomóc przyspieszyć ten proces”.

Źródło: sciencedaily.com