O posibilă armă împotriva pandemiei: Imprimarea de ţesut uman

Deficienţele de echipament personal de protecţie în timpul pandemiei de coronavirus ar putea fi rezolvate cu ajutorul imprimării 3-D. Acest proces inovator poate avea însă implicaţii mult mai largi. Anthony Atala, directorul Institutului Wake Forest pentru Medicină Regenerativă, şi echipa sa folosesc bioimprimarea în crearea unor replici minuscule ale organelor umane – unele mici cât gămălia unui ac - pentru a testa medicamente împotriva Covid-19, relatează The New York Times.

Echipa construieşte plămâni şi coloni în miniatură - două organe afectate în mod deosebit de coronavirus - apoi le trimite pentru testare la un laborator de la Universitatea George Mason din Fairfax, Iniţial creaseră manual aşa-numite organoide, cu ajutorul unei pipete, dar odată cu extinderea pandemiei au început să le imprime la scară largă, pentru cercetare.

Chiar dacă utilizarea acestor produse pe oameni va fi posibilă probabil abia peste câţiva ani, cercetătorii perfecţionează metodele de testare a medicamentelor, sperând să creeze piele şi organe de dimensiuni complete, care să poată fi utilizate în transplanturi. Cercetătorii fac progrese în imprimarea pielii, care ar putea fi de mare ajutor în tratarea arsurilor, în vindecarea rănilor, mai ales acolo unde există boli precum diabetul şi în testarea produselor cosmetice prin care nu sunt afectate nici animalele şi nici oamenii.

Bioimprimarea are o importanţă primordială pentru analiza farmaceutică nu numai acum, în posibile tratamente pentru Covid-19, ci şi în testarea unor tratamente pentru cancer şi alte boli. Dr. Atala a făcut referire la Rezulin, un medicament popular pentru diabet zaharat, retras de pe piaţă în anul 2000, după ce s-a demonstrat că provoca insuficienţă hepatică. Laboratorul său a testat o versiune arhivată a medicamentului, putând evidenţia toxicitatea hepatică în doar două săptămâni, fapt ce se datorează capacităţii organoidelor de a reproduce un organ în forma sa cea mai pură şi de a oferi date care pot să nu apară în studiile clinice.

Graţie studiilor profesorului Pankaj Karande, profesor asistent de inginerie chimică şi biologică la Institutul Politehnic Rensselaer, s-au realizat experimente de succes în domeniul imprimării pielii încă din 2014. Folosind o celulă cunoscută sub numele de fibroblast, care ajută la creştere, împreună cu colagenul, ca schelă, cercetătorii de la institut au imprimat epidermă şi dermă, primele două straturi ale pielii. (Hipoderma este al treilea strat).

Cercetătorii s-au lovit însă de o problemă: fără a încorpora vasele de sânge, pielea ajunge să se desprindă. Colaborând cu Jordan Pober şi W. Mark Saltzman de la Universitatea Yale, au reuşit în cele din urmă să construiască toate cele trei straturi de piele umană, precum şi vase de sânge, despre care Dr. Karande a spus că sunt esenţiale pentru supravieţuirea pielii după ce aceasta a fost grefată. Folosind celule endoteliale umane, cei trei medici au reuşit în cele din urmă, după multe încercări şi erori, să integreze vase de sânge în piele.