פריצת דרך: לב חי הודפס במדפסת תלת ממד

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הצליחו, לראשונה בעולם, לפצח אתגר משמעותי ברפואה המודרנית: שימוש במדפסת תלת-ממד וברקמות שנלקחו מחולה, כדי להדפיס לב חי.

המחקר פורץ הדרך, שבוצע על ידי הדוקטורנט נדב נור וד"ר אסף שפירא במעבדתו של פרופ' דביר באוניברסיטת תל אביב, פותח פתח לרפואה עתידית שבה לא יהיה עוד צורך בהמתנה להשתלות ובתרופות המונעות דחייה של איברים – ובמקומם יודפסו האיברים הדרושים בהתאמה אישית מלאה לכל חולה. המחקר פורסם היום, 15.4.19, בכתב העת Advanced Science.

"מאז הומצאה הטכנולוגיה של הדפסה בתלת-מימד מנסים חוקרים בכל העולם להדפיס באמצעותה, בין היתר, רקמות ואיברים להשתלה," אומר פרופ' דביר. "אנחנו פיתחנו טכנולוגיה חדשה, שנותנת מענה לחלק ניכר מהקשיים שהתעוררו בדרך."

לב אנושי בקנה מידה קטן המודפס מחומרים ותאים אנושיים. צילום: יח"צ

כיצד התבצע המחקר?

לצורך המחקר, השתמשו החוקרים ברקמת שומן שנלקחה מחולה, בה נעשתה הפרדה בין תאי השומן לבין החומר הקולגני החוץ-תאי שתומך בתאים. בתהליך מתקדם של הנדסה גנטית הפכו החוקרים את תאי השומן לתאי גזע, ומהם יצרו תאים של שריר לב ותאים שיוצרים כלי דם. במקביל, יצרו החוקרים מהחומר הקולגני מעין 'דיו' להדפסה.

לאחר מכן, הם ערבבו את כל החומרים והזינו את התערובת למדפסת, שהדפיסה את הלב לפי הוראות מחשב ועל פי הדמיות MRI ו-CT של לב אנושי. הלב שהודפס מורכב מתאים צעירים מאוד, שכבר מתכווצים ומראים תכונות של תאי לב.

כעת, עובדים החוקרים על גידול הלב בסביבה מיוחדת (ביו-ריאקטור), עד שהתאים יהפכו לתאי לב בוגרים המתקשרים ביניהם ופועלים ביעילות מרבית. החוקרים מקווים שכבר בשנה הקרובה יושתלו לבבות מודפסים מסוג זה בבעלי חיים, על מנת לבחון את תפקודם.

"השיטה שפיתחנו מאפשרת להדפיס לב בכל גודל רצוי, ומכיוון שהלב המודפס מיוצר מרקמות של החולה עצמו, הגוף לא ידחה אותו," מסכם פרופ' דביר. "יותר מכך, השיטה מאפשרת למעשה להדפיס כל איבר הנדרש להשתלה, ואנחנו מאמינים שהיא פותחת פתח לטכנולוגיות עתידיות, שייתרו לחלוטין את הצורך בתרומות איברים. כשחולה יזדקק להשתלה, תילקח מגופו רקמה, וממנה יודפס איבר מתאים בגודלו ובתכונותיו, שיושתל בגופו."

כך התבצע התהליך: מלקיחת ביופסיה של רקמת שומן ועד הדפסה תלת ממדית של רקמות שריר לב ולבבות אנושיים. איור: יח"צ

קרדיט: "3D printing of personalized thick and perfusable cardiac patches and hearts";

Noor et al.; Advanced Science, 2019; https://doi.org/10.1002/advs.201900344

לפי תנאי רישיון CC BY 4.0 , (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)