2019年12月,南极熊(xióng)从外(wài)媒获悉,圣保罗(luó)大学人类基因(yīn)组和干细胞(bāo)研究中心(HUG-CELL)(USP)的科学家,利(lì)用生物3D打印技术开发了功能(néng)性肝类器官,也称为微型(xíng)肝(gān)脏。
微(wēi)型肝脏由人血(xuè)细胞(bāo)制成,可复制正(zhèng)常功能,例(lì)如产生重要的蛋(dàn)白质,储存(cún)维生素和分(fèn)泌胆汁。尽(jìn)管(guǎn)距离功能(néng)齐全(quán)的器(qì)官还很遥远,但研究(jiū)人员(yuán)朝着这一挑战性的目标迈(mài)出了基本一步。
HUG-CELL的负责人,《生(shēng)物制造》杂志的最后作者Mayana Zatz说:“在获得完整的器官之前,还需要经历更多(duō)的阶段,但我们正(zhèng)朝(cháo)着极有希望的结果迈进。在不久的(de)将(jiāng)来,可能需要等待患者(zhě)移植细胞(bāo),而不是等待(dài)器官移植,通(tōng)过对细胞进行重新编程以(yǐ)在实(shí)验室中制造出(chū)新的肝脏。”
由于细胞是来自患者本身,因此,一(yī)个非常重要的优势(shì)是可(kě)以大大降低(dī)免疫(yì)排斥的几(jǐ)率。
来自(zì)患者(zhě)细胞的肝组织
借助CELlink INKREDIBLE + 3D生(shēng)物打印机,HUG-CELL团队在生物墨水中使用了人类诱导(dǎo)的多能干(gàn)细胞(iPS)组,来(lái)产生维持肝功能的组织。USP生(shēng)物科学研究所(suǒ)的博士后研究(jiū)员Ernesto Goulart说:“我(wǒ)们开发了一种在打印(yìn)之前对它们进行分组的方法,而不是打印(yìn)个性(xìng)化的(de)单元格。这些“团块”的细胞或(huò)类球体(tǐ)构成了组织,并使组织的功能保持(chí)了更长的时间。我(wǒ)们从已经分组在一(yī)起的细(xì)胞开(kāi)始分化过程,他们在搅拌下培养,并自发形成了群体(tǐ)。”
球(qiú)体的形成使研究小组克(kè)服了人类组(zǔ)织生物打(dǎ)印(yìn)技(jì)术中的一个常见问题,该问(wèn)题涉(shè)及细胞(bāo)之间逐渐失(shī)去接触,从而(ér)导致组织功能丧失。根据这项研(yán)究(jiū),这在大多(duō)数(shù)用于打印活体(tǐ)组织的方法中都会发生(shēng),该方法使用浸入(rù)和细胞分散在水凝胶(jiāo)中的(de)水来创造必(bì)要的微环境和(hé)组织功能。
INKREDIBLE + 3D生物打印机
在90天内(nèi)3D生物打(dǎ)印迷(mí)你肝脏
产生生(shēng)物3D打印(yìn)的肝组织后,将所(suǒ)得(dé)结构培(péi)养18天以使其(qí)成熟。转化的肝组织包含肝细胞,血管(guǎn)细胞和间充(chōng)质(zhì)细胞。总体而言,创(chuàng)建微型肝脏的分化,3D生(shēng)物打印和成(chéng)熟阶段耗时90天。
Goulart补充道:“我们的球(qiú)状体比从单细(xì)胞分散体获得的球状体要(yào)好得多。不出所(suǒ)料,在成熟过程中,肝(gān)功能指(zhǐ)标并未降低(dī)。我们做到了小规模,有(yǒu)了投资后,就可以轻松扩大规模(mó)。”