Naukowcy znaleźli sposób na druk sztucznej skóry z własnym układem naczyniowym

Artykuł/Nauka 05.11.2019
Naukowcy znaleźli sposób na druk sztucznej skóry z własnym układem naczyniowym

Naukowcy znaleźli sposób na druk sztucznej skóry z własnym układem naczyniowym

Naukowcy z Rensselaer Polytechnic Institute opracowali sposób drukowania 3D żywej skóry wraz z naczyniami krwionośnymi. Jest to bardzo ważna wiadomość i krok w kierunku tworzenia przeszczepów skóra, która będzie nie do odróżnienia od naszej naturalnej tkanki.

Obecnie rozwiązania dostępne jako produkty kliniczne przypominają bardziej zaawansowany bandaż niż prawdziwą skórę. Przyspieszają oczywiście gojenie się ran, ale koniec końców, nigdy nie integrują się z komórkami pacjenta – powiedział Pankaj Karande, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej i biologicznej i członek Centrum Biotechnologii i Badań Interdyscyplinarnych (CBIS), który kierował badaniami w Rensselaer.

Wszystko sprowadza się do braku działającego układu naczyniowego w sztucznych tkankach tworzonych z myślą o przeszczepach skóry. Zespół Karande pracował nad rozwiązaniem tego problemu od kilku lat. Pierwszym przełomem było stworzenie przez nich biotuszy, czyli komórek ludzkich przekształconych w taki sposób, że dało się z nich stworzyć tkankę, która strukturalnie bardzo przypominała ludzką skórę.

Od tamtego czasu zespół Karande wraz z naukowcami z Yale School of Medicine pracowali nad udoskonaleniem tej formuły, wzbogacając ją właśnie o funkcjonalny układ naczyniowy. Mówiąc w skrócie: próbowali ukrwić sztuczną skórę.

Sztuczna skóra z własnym układem naczyniowym: wystarczyło zaufać biologii

Okazało się bowiem, że ukrwienie sztucznej skóry sprowadza się do dodania do niej kilku kluczowych elementów. W tym przypadku były to ludzkie komórki śródbłonka, które wyściełają wnętrza naczyń krwionośnych i perycyty, które otaczają owe komórki śródbłonka. Okazuje się, że komórki te zaczęły bezproblemowo komunikować się z komórkami strukturalnymi, z których zazwyczaj korzysta się przy tworzeniu sztucznej skóry. Tym samym, Karande i jego zespół opracowali sposób na stworzenie systemu naczyniowego w sztucznych płatach skóry.

Jako inżynierowie pracujący nad odtworzeniem biologii, zawsze docenialiśmy i zdawaliśmy sobie sprawę z faktu, że biologia jest znacznie bardziej złożona niż proste systemy, które tworzymy w laboratorium. Byliśmy jednak mile zaskoczeni, gdy odkryliśmy, że zbliżenie się do tej złożoności spowodowało, że biologia przejmuje kontrolę nad naszą pracą i zaczyna pchać ją w stronę struktur występujących naturalnie. – mówi Karande.

Po opracowaniu metody, trzeba było ją oczywiście przetestować. Mówiąc w skrócie: zrobić przeszczep z wykorzystaniem nowego rodzaju ukrwionej tkanki i zobaczyć czy się przyjmie. Zabieg ten przeprowadzono w Yale na myszach. Sztuczna, unaczyniona skóra zaczęła komunikować się z wbudowanym układem krwionośnym myszy, po kilku dniach osiągając pełną zgnodność.

Ludzki przeszczep będzie oczywiście trudniejszy.

Myszy to jedno. Aby uczynić badania użytecznymi na poziomie klinicznym (czyli móc oferować tego typu przeszczepy ludziom), badacze muszą mieć możliwość edycji komórek dawcy przy użyciu odpowiednika technologii CRISPR. Chodzi o to, by naczynia mogły się zintegrować i zostać zaakceptowane przez ciało pacjenta.

Wciąż nie jesteśmy na tym etapie, ale jesteśmy o krok bliżej – mówi Karande.

Oprócz genetycznego dopasowania przeszczepianych komórek, Karande wskazuje również takie problemy, jak np. zniszczone zakończenia nerwowe i naczyniowe u niektórych pacjentów czekających na przeszczep skóry. Takie urazy powstają np. w wyniku silnych poparzeń ciała – wtedy sam przeszczep, nawet ukrwionej, sztucznej skóry nie rozwiąże problemu w całości.

Naukowcy oczywiście zdają sobie z tego sprawę i deklarują, że jednym z kolejnych etapów, będzie opracowanie sposobu na odtworzenie wszystkich brakujących przed przeszczepem elementów.

Na razie jednak możemy cieszyć się tym, że za kilka(naście) lat przeszczep prawdziwej skóry sprowadzać się będzie do pobrania od nas próbki odpowiednich komórek, na których podstawie lekarze wydrukują nam potrzebny płat skóry, w pełni kompatybilny z naszym organizmem.

Dołącz do dyskusji