2019年12月,南极熊从外媒获(huò)悉,圣保罗大(dà)学(xué)人类基因组(zǔ)和干细胞研究中(zhōng)心(HUG-CELL)(USP)的科学(xué)家,利用(yòng)生物3D打印技术(shù)开发了功(gōng)能性(xìng)肝类器(qì)官,也称为微型肝脏。
微型肝脏由人血细胞制成,可复制正常功能,例如产生重要的蛋白质,储存(cún)维(wéi)生素和分泌胆汁。尽管(guǎn)距离功能齐(qí)全的器(qì)官还很遥远,但(dàn)研究人(rén)员朝(cháo)着这一挑战性(xìng)的目标迈出了基本一步。
HUG-CELL的负责(zé)人,《生物制(zhì)造》杂志(zhì)的最(zuì)后作(zuò)者Mayana Zatz说:“在获得完整的器官之(zhī)前,还需要经历更多的阶段,但我们正(zhèng)朝着(zhe)极(jí)有(yǒu)希望(wàng)的(de)结(jié)果迈进。在不久的将来,可能需要等待患者移植细胞,而不是(shì)等待(dài)器官移植(zhí),通过对细胞进行重新编程以在实验室中制造出新的(de)肝脏。”
由(yóu)于细胞是来自(zì)患者本身,因此,一(yī)个非(fēi)常重要(yào)的优势(shì)是可以(yǐ)大大降低免(miǎn)疫排斥的(de)几率。
来(lái)自患(huàn)者细胞的肝组织
借助CELlink INKREDIBLE + 3D生物打印机(jī),HUG-CELL团队(duì)在(zài)生物墨水中使用了人类诱导的多(duō)能干细胞(iPS)组,来产生维持肝功能的组织(zhī)。USP生物科学研究所的博士后研究员(yuán)Ernesto Goulart说:“我们开发了一种在打印之前对它(tā)们进行分组的(de)方法,而不是打印个性化的单元格。这(zhè)些“团(tuán)块”的细胞或类球体构成了组织,并(bìng)使组织的功能保持了更长的时间。我们从已经分组在一起的细胞开始分化(huà)过程,他们在搅拌(bàn)下培养,并自发形成了群体(tǐ)。”
球体的(de)形成使研究小组克服了(le)人类组织生物打印技术(shù)中的一(yī)个常见问题,该问(wèn)题涉及细胞(bāo)之间逐渐失(shī)去接触,从而导(dǎo)致组织功能(néng)丧失(shī)。根据这项(xiàng)研究,这在大多数用于(yú)打(dǎ)印活体组(zǔ)织的方法中都会发(fā)生,该方法使用浸入和细胞(bāo)分散在水凝胶中的水来(lái)创造必要的微环境和组织功能。
INKREDIBLE + 3D生物(wù)打印机(jī)
在90天内3D生物打印迷你(nǐ)肝脏
产生(shēng)生物3D打印(yìn)的肝组织后,将所得结构培养18天以使其成熟。转(zhuǎn)化的肝组织包含肝细胞,血管细胞和(hé)间充质(zhì)细胞。总体而言,创建微型(xíng)肝脏的分化,3D生(shēng)物打印(yìn)和成熟(shú)阶(jiē)段耗时90天。
Goulart补(bǔ)充道:“我(wǒ)们的球(qiú)状体比从单细胞分散(sàn)体获得的球状体要好得多。不出所料,在成熟过(guò)程(chéng)中,肝功能(néng)指标并未降低。我(wǒ)们做到了小规模,有(yǒu)了投资后(hòu),就可(kě)以轻(qīng)松扩大(dà)规(guī)模。”