החוקרים מהארווארד מבקשים כעת להתמקד ברקמות פונקציונליות מציאותיות דיין כדי לסרוק תרופות ולבדוק את יעילותן ובטיחותן. “זה התחום בו פוטנציאל ההשפעה של הטכנולוגיה תהיה מיידית”
בריאות ואיכות חיים תלויות היום הרבה במדע, אבל בכל זאת יש עדיין בעיות שהרפואה המודרנית לא יכולה לפתור, במיוחד בכל הקשור לפציעות. כעת מסתמן כיוון חדש בשדה המתעורר של הנדסת הרקמות, שרוכבת על טכנולוגיה שפותחה בכלל לצרכים אחרים – הדפסה בתלת ממד.
שיטה חדשה להדפסה של רקמות ביולוגיות פותחה במכון וויז להנדסה בהשראה ביולוגית (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ) Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering באוניברסיטת הארווארד ומבית הספר להנדסה ולמדעיים יישומיים SEAS בהרווארד, יצרו רקמות מורכבות בלעות סוגים רבים של תאים ואף כלי דם זעירים בתלת ממד. לדברי החוקרים מדובר בצעד חשוב לקראת המטרה ארוכת הטווח של הנדסת רקמות: יצירת רקמות אנושיות ריאליסטיות דיין כדי לנסות עליהן תרופות בבטחה וביעילות.
השיטה גם מהווה צעד ראשוני אך חשוב לקראת בניית רקמות חלופיות מתפקדות לרקמות פצועות או לנכים שניתן לתכנן באמצעות סריקת טומוגרפיה, ולהדפיס לאחר מכן בתלת ממד בלחיצת כפתור לשימוש המנתח כדי לתקן או להחליף את הרקמה הפגועה.
“זהו צעד בסיסי לקראת יצירת רקמות חיות בהדפסה תלת ממדית” אומרת ג’ניפר לואיס, החוקרת הראשית של המאמר, חברת סגל בכירה במכון ווייז, ושותפה דייויקד קולסקי, דוקטורנט ב-SEAS, במחקר שהתפרסם ב-18 בפברואר בכתב העת Advanced Materials..
חוקרים בתחום הנדסת הרקמות מנסים שנים לייצר רקמות המכילים כלי דם אנושיים חזקים דיים כדי להחליף את הרקמות הפגועות. אחרים ניסו בעבר להדפיס רקמות אדם, אך הם היו מוגבלים לשכבות דקות של רקמה, כאשר התאים הפנימיים סבלו מהעדר חמצן וחומרים מזינים, ואין דרך יעילה לסלק את דו תחמוצת הפחמן ופסולת אחרת, ולכן הם נמקים ומתים.
הטבע מתגבר על הבעיה באמצעות בניית רשת של נימים דקים המספקים חמצן וחומרים מזינים לתא ומסלקים את הפסולת ולכן החליטו השניים לחקות את התכונה הזו. לואיס ואנשי צוותה כבר רשמו בעבר פיתוח של תחום ההדפסה התלת ממדית כאשר עברו מפלסטיק ומתתכות שם חומרים אינרטיים לחומרים שיאפשרו לרקמות רק לתפקד ולא רק לקבל את הצורה של הרקמה האנושית.
הם פיתחו ‘דיו ביולוגי’ – חומר המכיל את המרכיבים העיקריים של רקמה חיה. אחד מראשי הדיו בנה את ה- extracellular matrix, החומר הביולוגי המחבר תאים לרקמות. הדיו השני הכיל בנוסף לחומר הראשון גם תאים חיים.
כדי ליצור תאי דם, הם נדרשו לפתח דיו שלישי בעל תכונות לא שגרתיות: הוא נמס כאשר הוא מתקרר, במקום כאשר הוא מתחמם. הדבר איפשר למדענים להדפיס תחילה רשת מחוברת של סיבים, ולאחר מכן להתיך אותם באמצעות קירור החומר ושאיבת הנוזל החוצה כדי ליצור רשת שלצינורות חלולים – כלי הדם.
לאחר מכן, פיתחו אנשי הצוות מהארווארד גישה לניסוי חוזקם ועמידותם של כלי הדם הללו. הם הדפיסו רקמות תלת ממדיות במגוון ארכיטקטורות, ובנו כלי דם ושלושה סוגים של תאים בדומה למבנה ולמורכבות של רקמות מוצקות.
יתרה מכך, כאשר הם הזריקו תאי אנדותל אנושיים (תאים המצפים בין היתר את דופן תאי הדם) לרשת כלי הדם תאים אלה גידלו מחדש את רשת תאי הדם,שמרו על התאים בחיים ואף לגדול בתוך הרקמה. “באופן אידאלי אנו רוצים שהביולוגיה תעשה את מירב העבודה האפשרית” אמרה לואיס.
לואיס ואנשי צוותה מבקשים כעת להתמקד ברקמות פונקציונליות מציאותיות דיין כדי לסרוק תרופות ולבדוק את יעילותן ובטיחותן. “זה התחום בו פוטנציאל ההשפעה של הטכנולוגיה תהיה מיידית”. הנדסת רקמות מלאה היא עדיין חזון לעתיד, אולי עוד אחת מאותן טכנולוגיות שיביאו את הסינוגלריות?
עוד בנושא באתר הידען:
