Il primo cuore artificiale in miniatura batte grazie alla biostampa 3D

Il rischio, quando si scrive di bioprinting, è che la “semplificazione” necessaria per trasmettere la notizia finisca col dare un’idea “sopravvalutata” di ciò è stato realizzato, con l’inevitabile delusione che segue quando ci si concentra sui semplici fatti. Così il video recentemente pubblicato da Popular Mechanics, che mostra delle cellule pulsanti del cuore umano composte dalle stesse cellule della pelle (che sono state le prime a essere trasformate in cellule staminali) e assemblate attraverso un processo di bioprinting, è solo una piccola parte dell’incredibile lavoro di ingegneria dei tessuti effettuato dal dottor Anthony Atala – direttore del Wake Forest Institute per la Medicina Rigenerativa.

heart cells

Le cellule del cuore in grado di battere, che possono essere considerate una sorta di miniatura stampata in 3D si un cuore fatto e finito, è formato da quello che sono ora definiti “organoidi tessuti”, cioè “moduli” di cellule del tessuto che possono essere assemblate in forme più complesse attraverso un bioprinter. Il progetto è finanziato anche dalla US Space and Naval Warfare Systems Center con 24 milioni dollari e rappresenta una parte di uno sforzo più ampio per la U.S. Defense Threat Reduction Agency. “La stampa di organi come il cuore, i polmoni o il fegato – collegati tra loro con un sostituto del sangue – saranno utilizzati sia per prevedere gli effetti di agenti chimici e biologici, sia per testare l’efficacia di potenziali trattamenti”, ha spiegato Atala.

cardiac-organoid

Il che ci riporta al processo di sviluppo degli organoidi, assemblati da una biostampante 3D utilizzando, in questo caso, un processo simile al getto d’inchiostro. Il team del dottor Atala ha utilizzato delle cellule epiteliali umane adulte geneticamente modificate e “trasformate” in staminali pluripotenti (IPS); le cellule, che in questa “forma” possono svilupparsi in qualsiasi tipologia di cellula, sono a questo punto state “programmate” per diventare organoidi e creare una miniatura del cuore umano. Ognuna ha un diametro di circa 0,25 millimetri e agiscono come moduli indipendenti: quando ricevono i segnali ambientali corretti – in questo caso un ambiente con la stessa temperatura del corpo umano – battuto in completa autonomia.

3d-printed-heart

Gli scienziati hanno anche stimolare l’organo in miniatura con segnali elettrici o chimici per alterare la frequenza del battito. La coltivazione in tre dimensioni attraverso dei sistemi di bioprinting permette a queste cellule di interagire tra loro facilmente, proprio come farebbero nel corpo umano. Anche se questo progetto non mira alla piena riproduzione di un cuore umano per l’impianto, potrebbe aiutare gli scienziati a trovare nuovi modi per “assemblare” organi – o creare organi complessi auto-assemblanti. Ora, giudicate voi quanto questo esperimento possa essere stupefacente.

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