研究人員對人體的微型腎臟進(jìn)行生物3D打印
2020年12月,南極熊獲悉,研究人員已經(jīng)使用最先進(jìn)的技術(shù)在實驗室中對人體的微型腎臟進(jìn)行生物3D打印,最終實現(xiàn)用人造腎臟為嚴(yán)重腎病患者進(jìn)行器官移植鋪平道路。
這項研究由澳大利亞默多克兒童研究所(MCRI)和生物技術(shù)公司Organovo合作,并在頂級期刊《自然·材料》上發(fā)表了論文《Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation》,驗證了使用3D生物打印的人類微型腎臟,用來篩選藥物毒性。
研究人員將以人體干細(xì)胞為基礎(chǔ)制成的“生物墨水”裝入特制的生物3D打印機(jī)中,然后通過一個由計算機(jī)控制的移液管,將這種“生物墨水”擠壓出來并在培養(yǎng)皿中“打印”出腎臟活體組織。這種技術(shù)可以在大約10分鐘內(nèi)打印出200個左右尺寸不超過指甲蓋大小的微型腎臟類器官,這些器官具備組成腎臟結(jié)構(gòu)和功能的基本單位——腎單位,具有過濾功能,可以用于檢測藥物對腎臟的毒性,或者用來測試腎病新療法的療效,有助于開發(fā)針對不同腎病患者的個性化治療藥物。
全球腎臟生物建造領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)家Melissa H. Little教授說,她的團(tuán)隊希望通過使用微型器官來篩選藥物,以找到治療腎臟疾病的新療法,或者測試一種新藥是否可能傷害腎臟!八幬飳δI臟的傷害是主要的副作用,很難用動物研究來預(yù)測。對人類腎臟進(jìn)行生物打印是在測試毒性的實用方法。”
在這項研究中,科學(xué)家測試了氨基糖苷類的毒性,氨基糖苷類是一類通常會損害腎臟的抗生素。Melissa H. Little教授說:“我們發(fā)現(xiàn)用氨基糖苷治療的腎臟中特定類型細(xì)胞的死亡增加了!
“通過從患有遺傳性腎臟疾病的患者產(chǎn)生干細(xì)胞,然后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)生長3D打印微型腎臟,為制定針對患者的特定治療方案鋪平了道路,可以應(yīng)用到多種腎臟疾病。”從干細(xì)胞中生長出的人體組織,帶來了生物工程腎臟組織的希望。
她說:“ 生物3D打印可以制造大量的腎臟組織,并且可以精確地控制生物物理特性,包括細(xì)胞數(shù)量和構(gòu)象,大大改善效果。”
“通過使用擠壓生物3D打。愃艶DM技術(shù)),我們改善了腎單位的數(shù)量,這最終將決定我們是否可以將這些組織移植到人體內(nèi)。”
論文'Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation,' Nature Materials. DOI: 10.1038/s41563-020-00853-9.
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