Medicinski mejnik: Južnokorejski zdravniki uspešno presadili 3D-natisnjeno sapnico

Zdravniki in raziskovalci iz Seoul St. Mary’s Hospital in T&R Biofab so dosegli mejnik, ki bi lahko za vedno spremenil zdravljenje poškodb dihalnih poti. V svetovnem medicinskem prvenstvu so uspešno presadili 3D-natisnjeno sapnico (tracheo) ženski, ki je med operacijo raka ščitnice izgubila del lastne sapnice. Gre za prvi znani primer, v katerem je 3D-natisnjen organ, ustvarjen iz pacientkinih lastnih celic, popolnoma integriran z njenim telesom brez potrebe po imunosupresivnih zdravilih.

Kako so ustvarili umetno sapnico

Znanstveniki so uporabili t. i. bio-ink, posebno biološko črnilo, sestavljeno iz živih celic bolnice, vključno s hrustančnimi in mukoznimi (sluzničnimi) celicami. Kot ogrodje so uporabili biorazgradljiv polimer PCL (polikaprolakton), ki zagotavlja strukturno stabilnost in se sčasoma razgradi, medtem ko telo samo tvori novo tkivo.

Tako zasnovan organ ni le mehanska zamenjava – gre za bioaktivni implantat, ki omogoča naravno regeneracijo tkiva in krvnih žil.

Regeneracija brez imunosupresije

Eden najpomembnejših rezultatov operacije je bilo opažanje, da je telo implantat sprejelo brez zavrnitve. Po šestih mesecih spremljanja so zdravniki opazili nastanek novih krvnih žil in epitelija okoli umetne sapnice – dokaz, da je telo sprejelo tkivo kot lastno.

To pomeni, da pacientka ni potrebovala imunosupresivnih zdravil, ki so sicer nujna pri presaditvah tujih organov, a prinašajo tveganje za okužbe in druge zaplete.

Preboj v regenerativni medicini

Ta uspeh pomeni prelomnico v bioinženiringu in regenerativni medicini. Doslej so bile 3D-natisnjene strukture omejene predvsem na eksperimentalne modele in kratkotrajne presadke. Prvi uspeh z delujočim, trajnim organom, ustvarjenim iz pacientovih lastnih celic, kaže, da se koncept »organov po meri« hitro približuje realnosti.

Raziskovalci verjamejo, da bi podobna tehnologija lahko omogočila 3D-tiskanje drugih organov, kot so pljuča, ledvice ali srce – kar bi lahko odpravilo globalno pomanjkanje darovalcev organov.

Kaj pomeni ta dosežek za prihodnost medicine

Trenutno na tisoče bolnikov po svetu čaka na presaditev organov, pri čemer jih mnogi ne dočakajo primernega darovalca. 3D biotiskanje s celicami pacienta bi lahko omogočilo popolnoma personalizirane presadke, brez imunoloških konfliktov in brez etičnih dilem, ki spremljajo uporabo darovanih tkiv.

“To ni več znanstvena fantastika,” je dejal predstavnik T&R Biofab. “Sposobnost oblikovati tkiva in organe iz pacientovih celic pomeni, da bo medicina prihodnosti temeljila na regeneraciji, ne na nadomestitvi.”

Tehnični in etični izzivi

Kljub zgodovinskemu uspehu je pot do rutinske uporabe tovrstnih implantatov še dolga. Med izzivi so:

• standardizacija postopkov tiskanja in celične diferenciacije,
• zagotavljanje dolgoročne stabilnosti in funkcionalnosti implantatov,
• etika in regulacija biotiskanih organov,
• visoki stroški tehnologije in zahtevni postopki celične priprave.

Potrebne bodo še številne klinične študije, da se potrdi varnost in trajnost tovrstnih vsadkov v daljšem časovnem obdobju.

Novi korak k 3D-natisnjenim organom

3D biotiskanje že zdaj omogoča ustvarjanje tkivnih modelov za testiranje zdravil in raziskovanje bolezni. A cilj raziskovalcev ostaja popolnoma funkcionalen organ, ki bi ga lahko presadili človeku.

Uspešna presaditev 3D-natisnjene sapnice je dokaz, da je tehnologija zrela za klinično uporabo in odpira vrata k avtolognim organom po meri. V prihodnosti bi bolniki morda lahko prejeli kopije lastnih organov, ustvarjene iz njihovih celic, brez zavrnitve in brez čakalnih seznamov.