Учёные из Центра исследований человеческого генома и стволовых клеток (HUG-CELL) в университете Сан-Паулу (USP) использовали 3D-биопечать для разработки функциональных органов подобных печени, также известных как мини-печени.
Сделанные из клеток крови человека, мини-печень воспроизводит нормальные функции, такие как производство жизненно важных белков, хранение витаминов и выделение желчи. Хотя учёные по-прежнему находятся вдали от полноразмерного, полностью функционального органа, исследование является фундаментальным шагом к достижению такой сложной цели.
«Предстоит пройти много этапов прежде мы получим полноценный орган, но мы находимся на правильном пути к весьма многообещающим результатам», - сказала Майана Затц (Mayana Zatz), директор HUG-CELL и последний автор статьи, опубликованной в журнале Biofabrication (https://iopscience.iop.org/journal/1758-5090).
«В САМОМ БЛИЖАЙШЕМ БУДУЩЕМ, ВМЕСТО ОЖИДАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТРАНСПЛАНТАНТА, МОЖЕТ БЫТЬ ВОЗМОЖНО БРАТЬ КЛЕТКИ У ПАЦИЕНТА И РЕПРОГРАММИРОВАТЬ ИХ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ СДЕЛАТЬ НОВУЮ ПЕЧЕНЬ В ЛАБОРАТОРИИ. ДРУГОЕ ВАЖНОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО - НУЛЕВАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ ОТТОРЖЕНИЯ, ПРИ УСЛОВИИ, ЧТО КЛЕТКИ БЫЛИ ВЗЯТЫ ОТ ПАЦИЕНТА».
С 3D-биопринтером CELLINK INKREDIBLE+ команда HUG-CELL использовала группы индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток (iPS) в биочернилах для производства ткани, поддерживающей функции печени. Эрнесто Гуларт (Ernesto Goulart), научный сотрудник Института биологических наук USP и первый автор статьи, заявил:
«Вместо того, чтобы печатать индивидуальные ячейки, мы разработали метод группировки их перед печатью. Эти «сгустки» клеток, или сфероиды, являются тем, что составляет ткань и поддерживает ее функциональность намного дольше. Мы начали процесс дифференциации с уже сгруппированными клетками. Материал культивировался при перемешивании, и группы образовались спонтанно».
Формирование сфероида позволило команде преодолеть общую проблему в методах биопечати тканей человека, которая включает в себя постепенную потерю контакта между клетками, вызывающую потерю функциональности ткани. Согласно исследованию, это происходит в большинстве доступных способов печати живых тканей, которые используют погружение и дисперсию клеток в гидрогеле для создания необходимого микроокружения и функциональности ткани.
После получения трехмерной бионапечатанной печеночной ткани полученные структуры оставляли для созревания в культуре на 18 дней. Трансформированная печеночная ткань содержала гепатоциты, сосудистые клетки и мезенхимальные клетки. В целом этапы создания мини-печени, дифференцировки, трехмерной биопечати и созревания заняли 90 дней. Эрнесто Гуларт добавил:
«Наши сфероиды работали намного лучше, чем те, которые были получены в результате одноклеточной дисперсии. Как и ожидалось, во время созревания маркеры печеночной функции не уменьшились. Мы сделали это в небольшом масштабе, но с соответствующими инвестициями и интересом, это может быть легко масштабировано».
Полное исследование под названием «3D-биопечать сфероидов печени, полученных из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, поддерживающих функции и жизнеспособность печени в лабораторных условиях». Его соавторами являются Эрнесто Гуларт, Луис Карлос де Каир-младший, Кайке Алвес Теллес-Сильва, Бруно Энрике Сильва Араужо, Сильвана Апаресида Рокко, Маурисио Сфорка, Ирен Лаян де Соуза, Жерсон Кобаяси, Камила Мансо Муссо, Аманда Фариса Данилло Оливейра, Элия Кальдини, Сильвано Райя, Питер Лелькес и Майяна Зац.
Источник: https://3dprintingindustry.com/news/brazilian-scientists-3d-bioprint-functional-mini-livers-166594/