Τεχνητές ωοθήκες κατασκευάζονται από τρισδιάστατο εκτυπωτή

 

Η βιολόγος  Τερέζα Γούντραφ από το Northwestern University των ΗΠΑ, ειδικευόμενη στον τομέα της αναπαραγωγής ανέπτυξε μαζί με την ομάδα της, την ιδέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης ωοθηκών. Ο σκοπός που το κάνει είναι για να αποφύγει τα ενδεχόμενα προβλήματα υγείας που έχουν επίπτωση στα γυναικολογικά όργανα όπως στις ωοθήκες. Αυτά τα προβλήματα μπορούν να προκύψουν από παρενέργειες σε θεραπευτικές αγωγές όταν μια γυναίκα δεν μπορεί να συλλάβει κανονικά.

image μωρό στη κοιλιά

Για να αναδημιουργήσει τη λειτουργία των ωοθηκών, η Γούντραφ και οι συνεργάτες της έπρεπε να κατανοήσουν τη μορφή των ωοθηκών. Υποστηρίζει ότι όταν οι άνθρωποι μιλούν για σκελετό, η σκέψη τους πηγαίνει μόνο σε αυτόν που στηρίζει το σώμα μας. Όμως, όπως η ίδια έχει πει, κάθε όργανο αποτελείται από ένα δομικό υλικό φτιαγμένο από σκληρότερες ουσίες που λειτουργεί ως κέλυφος-στήριγμα. Η ομάδα της  χρησιμοποίησαν χημικά για να αφαιρέσουν όλα τα ωοθυλάκια, τα αιμοφόρα αγγεία και τον ανάμεικτο ιστό από μια ανθρώπινη ωοθήκη, αφήνοντας μόνο αυτό το δομικό υλικό που μοιάζει με κολλαγόνο.

Το επόμενο βήμα της διαδικασίας ήταν να χρησιμοποιήσουν έναν ωοθηκικό ιστό ως μελάνι. Ο ιστός, στη περίπτωσή που εξετάζουμε, έχει την μορφή μίας ουσίας που ονομάζεται ζελατίνη. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από έναν 3D εκτυπωτή, αλλά μόνο αν είναι στη σωστή θερμοκρασία. Αν είναι πολύ ζεστό, η κατασκευή χαλάει. Αν είναι πάλι πολύ κρύο, η κατασκευή συρρικνώνεται. Η σωστή θερμοκρασία αποδείχθηκε περίπου οι 30 ° C.

Η Αλεξάντρα Ράτς, η οποία ήταν τότε φοιτήτρια στο Northwestern και τώρα είναι μεταδιδακτορικός σε ανώτατη γαλλική σχολή μηχανικής, έλυσε το πρόβλημα της θερμοκρασίας. Έπειτα όμως έπρεπε να βρει τον τρόπο να φτιάξει με αυτή την ουσία, μία κατασκευή σαν πλέγμα που να έμοιαζε όσο το δυνατόν πιο πολύ με το κολλαγόνο μίας αληθινής ωοθήκης. Έπρεπε να δοκιμάσει την χρήση διαφόρων μοτίβων πλέγματος  με ωοθυλάκια και να δει ποια θα ανέπτυσσαν τα αιμοφόρα αγγεία και τους ιστούς που είναι απαραίτητα για να κρατήσουν ζωντανά τα νεαρά ωάρια. Από την στιγμή που αυτά θα ταίριαζαν, η ομάδα θα ήταν έτοιμη να βάλει το όργανο μέσα σε ένα ζωντανό οργανισμό, σε ένα ποντίκι.

Η Γούντραφ με την ομάδα της χρησιμοποίησαν μικροσκοπικούς μεγεθυντικούς φακούς, ακροφύσια και μικρά νυστέρια. Αφαίρεσαν  χειρουργικά μία ωοθήκη  από 9 θηλυκά ποντίκια και την αντικατέστησαν με τρισδιάστατη εκτυπωτική προσθετική. Μόλις οι ποντικοί είχαν αναρρώσει από τη χειρουργική επέμβαση, οι ερευνητές φρόντισαν και τα ζευγάρωσαν με αρσενικά ποντίκια τα οποία ήταν γόνιμα. Τρία από τα θηλυκά με προσθετικά τμήματα γέννησαν μωρά.

Όλα αυτά συνέβησαν αρκετά γρήγορα επειδή τα θηλυκά ποντίκια έχουν ωορρηξία κάθε τέσσερις ημέρες. Οι εγκυμοσύνες τους διαρκούν περίπου 20 ημέρες. Και αυτά τα χαριτωμένα μικρά μωρά είναι αρκετά μεγάλα για να κάνουν δικά τους μωρά μέσα σε τέσσερις μήνες. Η Γούντραφ και η ομάδα της άφησαν τους πρώτους απογόνους να κάνουν μωρά, και εκείνα με τη σειρά τους περισσότερα μωρά, μόνο για να βεβαιωθούν ότι οι τυπωμένες ωοθήκες δεν παρουσίαζαν μακροχρόνιες παρενέργειες στην αναπαραγωγή. Η διαδικασία λειτούργησε τέλεια. Επιπλέον, οι μητέρες με 3-D τυπωμένα όργανα θα μπορούσαν να νοσηλευτούν κανονικά, πράγμα που έδειξε ότι οι ορμόνες τους ήταν σε καλή κατάσταση, ένα καλό σημάδι για τη μελλοντική εφαρμογή σε γυναίκες που είχαν τέτοια προβλήματα.

Η Γούντραφ θα δοκιμάσει τις 3d ωοθήκες και σε λίγο μεγαλύτερα ζώα στα οποία μπορούν να εμφυτευτούν όργανα μεγέθους σαν του ανθρώπου. Ευελπιστεί ότι σε 5 χρόνια θα μπορέσει να εφαρμόσει ένα μεγάλο μέρος της νέας μεθόδου με ασφάλεια.

Οι ωοθήκες είναι περίπλοκα όργανα – με ορμονικές συνδέσεις στον εγκέφαλο και τους κύκλους ωορρηξίας που απαιτούν τη δημιουργία νέων αιμοφόρων αγγείων κάθε μήνα. Η Γούντραφ υποστηρίζει ότι θα μπορούσε να είναι καλό μοντέλο και για άλλες ομάδες που εργάζονται σε τυπωμένα όργανα. Η έρευνά της αυτή δημοσιεύεται στο nature communications.

Μέσα και από αυτή την ιδέα και την έρευνα που ακολούθησε, φαίνεται η τεράστια χρήση της 3D εκτύπωσης σχεδόν σε όλους τους τομείς της ζωής μας.