2019年12月,南极熊从外媒获悉,圣保罗大学人类基因组(zǔ)和干细(xì)胞研(yán)究中心(xīn)(HUG-CELL)(USP)的科学家,利(lì)用生(shēng)物3D打印技术开发了功能(néng)性肝类器官,也称为微型肝脏。
微型肝脏(zāng)由人(rén)血细胞制成,可复制正常功能,例如产生重要(yào)的蛋白质,储存(cún)维(wéi)生素(sù)和(hé)分泌胆(dǎn)汁(zhī)。尽管距离功能(néng)齐全的器(qì)官还(hái)很遥远,但研究人(rén)员朝着(zhe)这一挑战(zhàn)性的目标迈出了基本一步。
HUG-CELL的(de)负责人,《生物制(zhì)造》杂志的最后作者Mayana Zatz说(shuō):“在获得完整(zhěng)的器官(guān)之前(qián),还需要经历更多的阶段,但我们正朝着(zhe)极有(yǒu)希望的(de)结果迈进。在不久的将(jiāng)来,可能需要等待患者移植细胞,而不是(shì)等待器官移植(zhí),通过对细胞进(jìn)行重新编程以在实验室中制造出(chū)新(xīn)的肝脏。”
由(yóu)于细胞是来自(zì)患者本身,因此,一个非常重要的优势是可(kě)以(yǐ)大(dà)大降低(dī)免疫排斥的几率。
来自患(huàn)者细胞的肝(gān)组(zǔ)织
借助CELlink INKREDIBLE + 3D生物打印(yìn)机,HUG-CELL团队在生物墨水(shuǐ)中使用了(le)人类诱导的多能干(gàn)细胞(iPS)组,来产生维持肝功(gōng)能的组(zǔ)织。USP生物科学(xué)研究所的博士(shì)后研究(jiū)员Ernesto Goulart说:“我们开发了(le)一种在(zài)打印之(zhī)前对它们进(jìn)行分组的(de)方法(fǎ),而不是打印(yìn)个性化的单元格。这些“团块”的细胞或类球体构成了组织,并使(shǐ)组织的功能保持了更长的时(shí)间。我们从已经(jīng)分组在(zài)一(yī)起的(de)细(xì)胞开始分化过程,他们在搅拌下培(péi)养,并自发(fā)形成了(le)群体。”
球体(tǐ)的(de)形成使研究小组克(kè)服了人(rén)类组织(zhī)生物打印技术中的(de)一个常见问题,该问题(tí)涉及(jí)细胞(bāo)之间逐渐(jiàn)失去接触,从而导致组(zǔ)织功能丧失。根据这项研究(jiū),这(zhè)在大多数用于打(dǎ)印(yìn)活(huó)体组织的(de)方法中都会发生,该方法使用(yòng)浸入(rù)和细胞分(fèn)散在水凝胶中的水来创造必要的微环境和组织功能。
INKREDIBLE + 3D生物打印机
在90天内3D生物打印迷(mí)你肝脏(zāng)
产生生物3D打(dǎ)印的肝组织后,将(jiāng)所(suǒ)得结(jié)构培养(yǎng)18天以使其成熟。转化的肝组织包含肝细胞,血(xuè)管细(xì)胞和(hé)间充(chōng)质细胞。总体(tǐ)而(ér)言,创建微(wēi)型肝脏(zāng)的分化,3D生物(wù)打印和成熟(shú)阶段耗时90天。
Goulart补充道:“我们的球状体比(bǐ)从单细胞分散(sàn)体(tǐ)获(huò)得的球状体要好得多(duō)。不出所料,在成熟过程中,肝功(gōng)能(néng)指标并未降低。我们做到了小(xiǎo)规模,有(yǒu)了投(tóu)资后,就可以(yǐ)轻(qīng)松扩大规模。”