Hatalmas tudományos siker és orvosi áttörés, hogy a Tel-avivi Egyetem kutatói 3 óra alatt sikeresen nyomtattak ki egy 3D-s szívet sejtekkel, vérerekkel és kamrákkal.
Nadav Noor, a kutatócsoport egyik tagja lapunknak nyilatkozott arról, hogyan tanítják meg a szívet dobogni és milyen áttöréseket hozhat az eljárás a szívtranszplantációban.
A most kinyomtatott mesterséges, de emberi sejtekből álló szív akkora, mint egy nyúl szíve, de maga az eljárás forradalmasíthatja a szívelégtelenségek kezelését. Mennyivel jelentene nagyobb kihívást egy olyan szívet nyomtatni, ami már megegyezik az emberi szerv méreteivel?
A kutatásunk célja az volt, hogy bebizonyítsuk, képesek vagyunk megalkotni egy emberi sejtekből és véredényekből álló szervet. Elméletileg ugyanezt a technológiát használhatjuk majd arra is, hogy nagyobb dolgokat nyomtassunk, bár a mi laborunkban és nyomtatónkkal jelenleg ez még nem lehetséges. Ha elérjük, hogy a szív már megfelelően működjön, pumpáljon és potenciálisan használható legyen emberi szervként, akkor egy nagyobb nyomtatóval – ami ugyanazt az anyagot használja, amit mi is – már nyomtatható lesz emberi szív. Egyelőre csak az idő és a pénz szab határt a kutatásoknak. De fontos leszögezni, hogy az általunk nyomtatott szív még nem egy teljesen működő szerv. A kinyomtatott sejtek kapcsolatba tudnak lépni egymással, de még meg kell tanítani őket együttműködni. Most ezen dolgozunk. Nemrég rendeltünk egy bioreaktort. Ez lényegében olyan tartály, amely a létrehozott szervet folyadékkal és oxigénnel képes feltölteni. Ezzel tanítjuk a szívet arra, hogyan működjenek együtt a sejtek és pumpáljanak vért.
Miért döntöttek úgy, hogy épp egy szívet hoznak létre?
Mióta tudjuk, hogy a fejlett országokban a szívelégtelenség az első számú halálok, a laborunk főként ezzel a szervvel kapcsolatos kutatásokra és megoldásokra fókuszál. Úgy gondoltuk, hogy ha létre tudunk hozni valamit, ami hasonló, mint egy valódi szív, az egyfajta modell lehet a későbbi kutatásokhoz, és a távoli jövőben akár a transzplantációban is szerepet kaphat. Ettől természetesen még nagyon messze vagyunk.
Mennyi időbe telt megtervezni a nyomtatás teljes folyamatát?
Négy évvel ezelőtt kezdtük a projektet, de akkor még nem akartunk egy egész szívet nyomtatni, csak arra használtuk a gépet, hogy a páciens saját sejtjeiből szövetfoltokat nyomtassunk. Aztán jött az ötlet, hogy sokkal bonyolultabb szöveteket, például egy teljes szívet nyomtassunk. Készítettünk egy speciális gélt, ebben látható a kinyomtatott szerv is. Korábban már két másik csoport is fejlesztett ilyen típusú gélt, de ahhoz, hogy a mi kutatásunkhoz is alkalmas legyen, új formulára volt szükség, ami megfelelőbb a térbeli anyagokhoz. Persze a siker nem jött gyorsan. Kezdetben egy régebbi nyomtatót használtunk, és sokszor fulladt kudarcba a nyomtatás. Aztán megvásároltuk azt a svájci gépet, és ez már sokkal jobb eredményeket hozott. Ez a gép viszonylag új volt a piacon és 150 ezer euróba került. Ennek segítségével két évvel ezelőtt már a vér szállítására alkalmas, véredényekkel teli szövetfoltokat tudtunk nyomtatni, és a szívsejtek is ígéretes képet mutattak. Ekkor döntöttünk úgy, hogy valami nagyobb volumenű, izgalmasabb és érdekesebb kutatásba kezdünk. Arra kerestünk választ, hogyan alkothatunk 3D-s tárgyakat. Az elmúlt 2 évben több szívet is nyomtattunk, többször változtattunk a nyomtatási terven, a most bemutatott a legtökéletesebb.
A szív nyomtatásánál használt „tinta” lényegében az emberi zsírszövet, amit úgy programoztak át, hogy egy részük őssejtekké alakuljon. Az, hogy szövetet őssejtekké alakítanak, új technológia, vagy más területeken is használták már?
A technológiát már 2006-ban is alkalmazták, tehát ez nem újdonság, azonban a módszer nagyon bonyolult, drága, és akár hónapokba is telhet. Egyelőre az FDA (az Amerikai Egyesült Államok gyógyszereket és élelmiszereket vizsgáló szervezete) nem engedélyezte, hogy ezt a gyógyászatban is használják, hiszen több kérdés is felmerül vele kapcsolatban. Persze minden csak idő kérdése, nem hiszem, hogy messze lennénk attól, hogy ezt a klinikai gyakorlatban is használják, ne csak a kutatásoknál.
Elképzelhető, hogy a jövőben nemcsak szívet, hanem akár májat, vesét vagy más szerveket is nyomtathatunk majd a betegek számára?
Igen, természetesen. Kemény munkával néhány év múlva eljuthatunk idáig, de a mi laborunk egyelőre csak a szívre koncentrál. De ugyanazt a technológiát, mint amit mi használunk, lehet alkalmazni más szerveknél is.
Ha eljutunk odáig, hogy emberi szívet nyomtassunk, mennyibe fog kerülni egy ilyen szerv?
Úgy vélem, maga a speciális gél, amibe nyomtatjuk a szervet, nem lesz annyira drága, de a különböző sejtek előállítása már jóval költségesebb dolog. Kezdetben biztosan nagyon drága lesz ez az eljárás. Egy napon ez a módszer megváltoztathatja a szívelégtelenségek kezelését, de jelenleg a fő kezelési módszer a szervátültetés. Mégis, el tudom képzelni, hogy egyszer 3D-nyomtatókat használnak majd a kórházak. A pácienseknek azonban egyelőre türelmesnek kell lenniük.
A sikerük és a kutatásuk komoly visszhangot kapott, nem csak tudományos berkeken belül. Számítottak ekkora érdeklődésre?
Komoly verseny van ezen a területen, több kutatócsoport is dolgozik a saját publikációján a témában, éppen ezért igen nagy volt a nyomás, szerettünk volna elsők lenni. Ez sikerült, bár most inkább úgy érzem, hogy ez csak egy lépcsőfok, és még nagyon hosszú út áll előttünk. Mindenesetre nagyon meglepődtünk azon, hogy milyen ámulatba ejtette a kutatásunk a világot. Az Egyesült Államokból és Európából is kaptam gratulációkat, nem számítottam ilyen komoly visszhangra, de nagyon örültünk neki.
Az emberi szervek nyomtatásával kapcsolatban etikai és morális kérdések is felmerülhetnek. Mit gondol, hogyan kell ezt a folyamatot szabályozni?
Nincs jó válaszom erre a kérdésre, de úgy gondolom, hogy jelenleg inkább az egészségügyi ellátás javítására kell koncentrálnunk.
A 3D-s szív nyomtatásáról készült tudományos publikáció Nadav Noor, Assaf Shapira, Reuven Edri, Idan Gal, Lior Wertheim és Tal Dvir munkája.
Sikerült kifejleszteni a rák ellenszerét – jelentette büszkén januárban az izraeli sajtó. A hír szerint az Accelerated Evolution Biotechnologies (AEBi) új eljárása a kezelés első napjától hatásos, és csak néhány hétig kell használni. A kutatók állították: a gyógyszer egy éven belül teljesen készen lesz. Néhány hónappal később a haifai Technion műszaki egyetem munkatársa, dr. Nátán Kárin mutatta be sikeres kísérletét, amelyben az immunrendszer szabályozó és végrehajtó T-sejtjei közötti együttműködést vizsgálta. Kutatásai arra irányultak, hogy miként lehet immunterápiás gyógyszerek kifejlesztésénél alkalmazni azokat a sejtmechanizmusokat, amelyek olyan autoimmun betegségeket váltanak ki, mint az I-es típusú cukorbetegség vagy a sclerosis multiplex. „Úgy véljük, hogy a szabályozó sejtek megerősítésével megelőzhetjük az autoimmun betegségeket, blokkolásukkal pedig meggátolhatjuk a rák kifejlődését” – mondta dr. Kárin. Ezzel párhuzamosan a jeruzsálemi Héber Egyetemen jelentették be, hogy ellenőrzőpont-receptorként működő fehérjével kísérleteznek. A fehérje átprogramozásával azt szeretnék elérni, hogy rákos sejtek esetén a lehető legerősebb beavatkozást rendelje el a receptor.
„Ha a megfelelő módon korlátozzuk e fehérje működését, akkor az immunrendszer a szokásosnál kétszer-háromszor akkora hatékonysággal képes támadni” – mondta dr. Michál Lotem, a kutatás vezetője. Izrael és az izraeli kutatók az elmúlt évtizedekben számos jelentős tudományos eredményt értek el. Ennek oka elsősorban az, hogy az ország rendkívül sokat költ kutatásra és fejlesztésre. Bár az adatok gyorsan változnak, Izrael egy évvel ezelőtt Koreával és Japánnal szoros versenyben volt a dobogón. Izrael a GDP-je 4,3 százalékát költi kutatásra és fejlesztésre. Csak összehasonlításképpen: Svájc 3,4, Svédország 3,3 százalékot költ ugyanerre a célra. (A rangsor természetesen drámaian változik, ha a kutatásra költött konkrét összegeket nézzük. Abszolút értékben az Egyesült Államok 511, Kína 452, Japán 166, Németország pedig 119 milliárd dollárt fordít ilyen célokra.)
Egy másik számsor az izraeli oktatás erősségével magyarázza az eredményeket. Amikor a kutatók teljes népességhez viszonyított arányát vizsgáljuk, kiderül, hogy a parányi állam 8250 kutató jut 1 millió lakosra. Ugyanez a szám Dániában 7515, Svédországban 7153, a Koreai Köztársaságban 7113. Ugyancsak beszédes adat, hogy 2010 óta megkétszereződött az egészségüggyel foglalkozó start upok száma Izraelben. Jelenleg több mint 300 ilyen vállalkozást tartanak nyilván. Legtöbbjük a személyes digitális eszközök, klinikai munkafolyamatok támogatása és a vizsgálati eszközök fejlesztésével foglalkozik. – Kövesdi
