Project LIVE: Προς τη δημιουργία 3D βιοεκτυπωμένου ήπατος για ασθενείς με ανεπάρκεια
Ένα φιλόδοξο στοίχημα που υπόσχεται να επαναπροσδιορίσει τη θεραπευτική προσέγγιση στην ηπατική ανεπάρκεια βρίσκεται πλέον σε τροχιά υλοποίησης. Ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon εξασφάλισε χρηματοδότηση ύψους 28,5 εκατομμυρίων δολαρίων από την αμερικανική υπηρεσία ARPA-H, με στόχο την κατασκευή λειτουργικού ανθρώπινου ήπατος μέσω τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης.
Το πρόγραμμα, που φέρει την κωδική ονομασία LIVE (Liver Immunocompetent Volumetric Engineering), δεν αποτελεί απλώς άλλη μια εργαστηριακή δοκιμή, αλλά μια στοχευμένη προσπάθεια δημιουργίας ιστών που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως «γέφυρα ζωής» για ασθενείς που βρίσκονται σε κρίσιμη κατάσταση.
Η «γέφυρα» προς την ανάρρωση
Η βασική καινοτομία του LIVE έγκειται στη φιλοσοφία της θεραπείας. Σε αντίθεση με τις κλασικές μεταμοσχεύσεις που απαιτούν την πλήρη αντικατάσταση του οργάνου, το τρισδιάστατα εκτυπωμένο ήπαρ σχεδιάζεται για να λειτουργεί επικουρικά. Όπως εξηγεί ο Adam Feinberg, καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Carnegie Mellon και επικεφαλής της έρευνας, ο στόχος είναι η δημιουργία ενός βιολογικού ιστού που θα εμφυτεύεται προσωρινά στον ασθενή.
Το τεχνητό αυτό μόσχευμα θα έχει διάρκεια ζωής από δύο έως τέσσερις εβδομάδες, διάστημα κρίσιμο αλλά επαρκές ώστε να επιτρέψει στο φυσικό ήπαρ του ασθενούς να αναγεννηθεί. Στην ουσία, προσφέρει τον απαραίτητο χρόνο ανάρρωσης σε περιπτώσεις οξείας ηπατικής ανεπάρκειας, αποτρέποντας την ανάγκη για μόνιμη μεταμόσχευση. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να αποσυμφορήσει δραματικά τις λίστες αναμονής, απελευθερώνοντας πολύτιμα μοσχεύματα για ασθενείς με χρόνιες και μη αναστρέψιμες βλάβες.
Τεχνολογία FRESH και «καθολικοί δότες»
Η τεχνολογική καρδιά του εγχειρήματος χτυπά στους ρυθμούς της μεθόδου FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels). Πρόκειται για μια προηγμένη τεχνική 3D βιοεκτύπωσης που επιτρέπει την κατασκευή πολύπλοκων δομών από μαλακά υλικά, όπως το κολλαγόνο, τα οποία καταρρέουν με τις συμβατικές μεθόδους εκτύπωσης. Συνδυάζοντας την τεχνική αυτή με πλατφόρμες «τρισδιάστατου πάγου», η ομάδα φιλοδοξεί να δημιουργήσει ιστούς με πλήρως λειτουργικό αγγειακό δίκτυο, κάτι που αποτελούσε διαχρονικά το μεγαλύτερο εμπόδιο στη μηχανική ιστών.
Εξίσου εντυπωσιακή είναι η στρατηγική αντιμετώπισης της απόρριψης του μοσχεύματος. Το LIVE στοχεύει στη χρήση «υπο-ανοσολογικών» κυττάρων. Πρόκειται για κύτταρα που έχουν τροποποιηθεί εργαστηριακά ώστε να λειτουργούν ως «καθολικοί δότες». Εάν η μέθοδος επιτύχει, οι ασθενείς θα μπορούν να λαμβάνουν το μόσχευμα χωρίς να χρειάζεται να υποβληθούν σε βαριές θεραπείες ανοσοκαταστολής, οι οποίες συχνά επιβαρύνουν περαιτέρω τον ήδη ταλαιπωρημένο οργανισμό τους.
Μια παγκόσμια συμμαχία επιστημόνων
Πρόκειται για μια ευρεία συνεργασία που ενώνει κορυφαία ιδρύματα και εταιρείες βιοτεχνολογίας. Δίπλα στο Carnegie Mellon στέκεται το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, με συν-επικεφαλής την καθηγήτρια Kelly Stevens, καθώς και η διάσημη κλινική Mayo, το Πανεπιστήμιο Charité του Βερολίνου, το Iowa State University, το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ και η εταιρεία FluidForm Bio.
Η χρηματοδότηση εντάσσεται στο πρόγραμμα PRINT της ARPA-H, το οποίο εστιάζει ακριβώς σε εξατομικευμένες αναγεννητικές θεραπείες. Το χρονοδιάγραμμα που έχει τεθεί είναι σφιχτό αλλά ρεαλιστικό: η ομάδα φιλοδοξεί μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια να έχει έτοιμο ένα μόσχευμα σε μέγεθος ενήλικου οργάνου για προ-κλινικές δοκιμές, ανοίγοντας τον δρόμο για τις πρώτες εφαρμογές σε ανθρώπους.
Προοπτικές πέρα από το ήπαρ
Αν και το ήπαρ αποτελεί την πρώτη εφαρμογή, η επιτυχία του LIVE θα μπορούσε να ξεκλειδώσει λύσεις για μια σειρά άλλων παθήσεων. Η τεχνογνωσία που θα αποκτηθεί στην αγγείωση και τη βιοεκτύπωση πολύπλοκων ιστών αναμένεται να μεταφερθεί μελλοντικά στην κατασκευή καρδιακών ιστών, παγκρέατος και νεφρών.
