Ilmuwan 'mencetak' jantung 3D menggunakan jaringan pasien
Meskipun pencetakan 3D telah berkembang pesat selama beberapa tahun terakhir, menggunakannya untuk mencetak organ manusia yang berfungsi masih merupakan impian yang sangat jauh. Namun, baru-baru ini, para ilmuwan telah membawa mimpi ini selangkah lebih dekat.
Kredit gambar: Ilmu Lanjutan 2019 Para Penulis
Penyakit kardiovaskular adalah penyebab utama kematian di Amerika Serikat.
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), 610.000 orang di AS meninggal karena penyakit jantung setiap tahun.
Setelah berkembang ke tahap akhir, satu-satunya pilihan pengobatan adalah transplantasi jantung.
Karena jumlah pendonor jantung terlalu sedikit, maka penantian untuk transplantasi yang menyelamatkan nyawa menjadi lama.
Para ilmuwan sangat ingin menemukan cara untuk menambal jaringan jantung yang ada untuk menghilangkan atau menunda kebutuhan transplantasi.
Misalnya, jika ahli bedah dapat menanamkan bahan ke dalam jantung, itu dapat membentuk perancah sementara untuk mendukung sel dan meningkatkan reorganisasi sel.
Apa yang disebut rekayasa jaringan jantung ini memiliki sejumlah masalah; terutama, para ilmuwan perlu menemukan jenis bahan yang tidak akan ditolak oleh tubuh. Peneliti telah mencoba berbagai bahan dan metode, tetapi kandidat yang tepat adalah sel dari tubuh pasien.
Bioink dan sel induk
Selama beberapa tahun terakhir, para peneliti telah membuat beberapa kemajuan menuju jaringan manusia yang mereplikasi secara artifisial.
Sekelompok ilmuwan dari Universitas Tel Aviv di Israel telah mengambil pekerjaan ini selangkah lebih maju dan memindahkan teknik jaringan jantung ke tahap berikutnya.
"Ini adalah pertama kalinya seseorang di mana pun berhasil merekayasa dan mencetak seluruh jantung yang penuh dengan sel, pembuluh darah, ventrikel, dan bilik."
Peneliti utama Prof. Tal Dvir
Para ilmuwan telah merancang pendekatan inovatif yang memungkinkan mereka menciptakan hal yang paling mendekati jantung buatan hingga saat ini.
Langkah pertama mereka adalah melakukan biopsi jaringan lemak dari pasien; kemudian, mereka memisahkan materi seluler dari materi non-seluler.
Para peneliti memprogram ulang sel-sel jaringan lemak menjadi sel induk berpotensi majemuk, yang dapat berkembang menjadi berbagai jenis sel yang diperlukan untuk menumbuhkan jantung.
Bahan nonseluler terdiri dari komponen struktural, seperti glikoprotein dan kolagen; para ilmuwan memodifikasinya untuk mengubahnya menjadi "bioink".
Kemudian, mereka mencampurkan bioink ini dengan sel induk. Sel-sel tersebut berdiferensiasi menjadi sel jantung atau sel endotel (yang melapisi pembuluh darah), yang dapat digunakan para ilmuwan untuk membuat tambalan jantung, termasuk pembuluh darah.
Mereka menjelaskan metode mereka secara rinci dalam makalah terbaru yang diterbitkan di jurnal tersebut Ilmu Lanjutan.
'Seukuran hati kelinci'
“Jantung ini terbuat dari sel manusia dan bahan biologis khusus pasien. Dalam proses kami, bahan ini berfungsi sebagai bioink, zat yang terbuat dari gula dan protein yang dapat digunakan untuk pencetakan 3D model jaringan kompleks, ”kata Prof. Dvir.
Dia melanjutkan dengan mengatakan: “Orang telah berhasil mencetak 3D struktur jantung di masa lalu, tetapi tidak dengan sel atau dengan pembuluh darah. Hasil kami menunjukkan potensi pendekatan kami untuk merekayasa jaringan yang dipersonalisasi dan penggantian organ di masa depan. "
Untuk mendemonstrasikan potensi teknik mereka, para ilmuwan menciptakan jantung yang kecil namun tepat secara anatomis, lengkap dengan pembuluh darah dan sel.
“Pada tahap ini, jantung 3D kami kecil, seukuran jantung kelinci,” kata Prof. Dvir. “Tapi hati manusia yang lebih besar membutuhkan teknologi yang sama.”
Perlu dicatat bahwa teknologi ini masih sangat jauh dari kemampuan untuk menggantikan transplantasi jantung. Ini hanyalah satu langkah di sepanjang jalan - meskipun merupakan langkah yang agak besar.
Tugas penting berikutnya, seperti yang dikatakan Prof. Dvir, adalah mengajari mereka berperilaku seperti hati; dia menjelaskan bahwa mereka “perlu mengembangkan hati yang tercetak lebih jauh. Sel perlu membentuk kemampuan memompa; mereka saat ini dapat mengontrak, tetapi kami membutuhkan mereka untuk bekerja sama. "
Harapan kami, lanjutnya, adalah bahwa kami akan berhasil dan membuktikan kemanjuran dan kegunaan metode kami.
Jalan masih panjang di depan, tetapi para peneliti sangat antusias dengan pencapaian mereka.
“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
