פריצת דרך עולמית: חוקרים ישראלים הדפיסו לב חי

לראשונה בעולם, באוניברסיטת תל אביב הדפיסו לב חי; ההדפסה בוצעה במסגרת מחקר שהוצג היום (ב') במסיבת עיתונאים, ופורסם במקביל בכתב העת Advanced Science. המחקר פותח פתח לרפואה עתידית בה לא יהיה עוד צורך בהמתנה להשתלות ובתרופות המונעות דחייה של איברים. תחת זאת, יודפסו האיברים הדרושים בהתאמה אישית מלאה לכל חולה. החוקרים מעריכם שבתוך עשר שנים הטכנולוגיה תאפשר הדפסה שכזו, על בסיס רקמות שייקחו מגוף החולה.

חוקרים במעבדתו של פרופ' טל דביר מאוניברסיטת תל אביב הצליחו לפצח אתגר משמעותי ביותר ברפואה המודרנית, באמצעות שימוש במדפסת תלת-ממד וברקמות שנלקחו מחולה על מנת להדפיס לב חי. הניסוי פורץ הדרך בוצע על ידי הדוקטורנט נדב נור וד"ר אסף שפירא במעבדתו של פרופ' דביר בפקולטה למדעי החיים, בשיתוף המחלקה להנדסת חומרים בפקולטה להנדסה ומרכז סגול לביוטכנולוגיה."מאז הומצאה הטכנולוגיה של הדפסה בתלת-ממד 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".

הלב המודפס של אוני' תל אביב צילום: אוניברסיטת תל אביב

לצורך המחקר השתמשו החוקרים ברקמת שומן שנלקחה מחולה, והפרידו בין תאי השומן לבין החומר שתומך בתאים מחוצה להם ומכונה חומר קולגני. בתהליך מתקדם של הנדסה גנטית, הם הפכו את תאי השומן לתאי גזע, ומתאי הגזע יצרו תאים של שריר לב ותאים שיוצרים כלי דם. במקביל יצרו החוקרים מהחומר הקולגני מעין "דיו" להדפסה. לאחר מכן, ערבבו החוקרים את כל החומרים והזינו את התערובת למדפסת שהדפיסה לפי הוראות מחשב. ההדפסה בוצעה על פי הדמיות MRI ו-CT של לב אנושי. הלב שהודפס בדרך זו מורכב מתאים צעירים מאוד, שכבר מתכווצים ומראים תכונות של תאי לב טבעיים.

כיום עובדים החוקרים על גידול הלב בסביבה מיוחדת, עד שהתאים יהפכו לתאי לב בוגרים המתקשרים ביניהם ופועלים ביעילות מרבית. בשלב הבא יושתלו לבבות מודפסים מסוג זה בבעלי חיים, כדי לבחון את תפקודם."השיטה שפיתחנו מאפשרת להדפיס לב בכל גודל רצוי, ומכיוון שהלב המודפס מיוצר מרקמות של החולה עצמו, הגוף לא ידחה אותו", סיכם 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".

צילום: אוניברסיטת תל אביב

בשנים האחרונות התפתחה הטכנולוגיה של הדפסת איברים במדפסות תלת ממד. חוקרים מרחבי העולם פיתחו שיטות שבהן שילבו תאים וחומרים שמגיבים עם הגוף ליצירת מבנים מורכבים למטרות השתלה. ב-2012 השתמשו חוקרים מאוניברסיטת קורנל בארצות הברית בהדפסת תלת-ממד לייצור מסתם אבי העורקים. באותה שנה קבוצה נוספת של חוקרים הדפיסה סחוס במדפסת תלת ממד.

אחת האפשרויות המרתקות שנבחנות בתחום הדפסת ה-3D של רקמות חיות היא לא רק החלפת איברים שאינם מתפקדים, אלא שיפור ושדרוג של איברים. למשל, לפני מספר שנים חוקרים מאוניברסיטת פרינסטון יצרו אוזן מיוחדת באמצעות שילוב של חומרי דיו ביולוגית עם סליל אנטנה שמחובר לאלקטרודות, המאפשר קליטת תדרים בטווח רחב בהרבה משמסוגלת לקלוט אוזן טבעית.