2019年(nián)12月(yuè),南极熊从(cóng)外媒获悉,圣保罗大学人类基因(yīn)组和干细胞研究中(zhōng)心(HUG-CELL)(USP)的科学家,利用生物3D打印技术开(kāi)发了功能性肝(gān)类器官,也称为微型肝(gān)脏。
微型肝脏由(yóu)人血细胞制成(chéng),可复制正常(cháng)功能,例如产生重要(yào)的蛋(dàn)白质,储存(cún)维生素和分泌胆汁。尽管距离功能齐全的器官还(hái)很(hěn)遥远,但(dàn)研(yán)究(jiū)人员朝着这一挑战性的目标迈出了基本(běn)一步。
HUG-CELL的负责人,《生物(wù)制(zhì)造》杂志的最后(hòu)作者Mayana Zatz说:“在获得完整的器官之前,还需要(yào)经(jīng)历更多的(de)阶段(duàn),但我们正朝着极(jí)有希望的结果迈进。在不久的将(jiāng)来,可能需要等待患者移(yí)植细胞,而不(bú)是等待器官移植(zhí),通过对(duì)细(xì)胞进行(háng)重新编程以在实验室中制(zhì)造出新的肝脏。”
由于细胞是来(lái)自患者本身,因此,一个非常重要(yào)的优(yōu)势是可(kě)以大(dà)大降低免疫排斥的几率。
来自患(huàn)者细胞的(de)肝组织(zhī)
借助CELlink INKREDIBLE + 3D生物打印机,HUG-CELL团队在生物墨水中(zhōng)使用了人(rén)类诱导(dǎo)的多能干(gàn)细胞(iPS)组,来产(chǎn)生维持肝功能的组(zǔ)织。USP生物科(kē)学研究所的博(bó)士后研究员Ernesto Goulart说:“我(wǒ)们开发了一种在(zài)打印(yìn)之前对它们进行(háng)分组的方法,而不是打印个性化的单元(yuán)格。这些“团块”的细胞或类球体构成了组织,并使组织的功能保持了更(gèng)长的时间。我们从已(yǐ)经(jīng)分组在一起的细胞开始(shǐ)分(fèn)化过程,他们在搅拌下培养,并(bìng)自发形成了群体。”
球体的形成使研究小组克(kè)服了人类(lèi)组织(zhī)生物打印技术中(zhōng)的一个常见问题,该问题涉及细(xì)胞之间逐渐失(shī)去(qù)接触,从(cóng)而导致组织功(gōng)能丧失。根据(jù)这项研究,这在大多数用于打印(yìn)活(huó)体组织的(de)方(fāng)法中都会发生,该方法使用浸入(rù)和细胞分散在水凝胶中的水来创造必要(yào)的微环境(jìng)和组织功能(néng)。
INKREDIBLE + 3D生物(wù)打印(yìn)机
在90天内3D生物打印迷你肝脏
产生(shēng)生物3D打印(yìn)的(de)肝组织后(hòu),将所得结构培(péi)养18天(tiān)以使其(qí)成熟。转化的(de)肝组织包含(hán)肝细胞,血管细胞和间(jiān)充质细胞(bāo)。总体而言,创(chuàng)建微型肝(gān)脏(zāng)的分化(huà),3D生物打印(yìn)和成(chéng)熟阶段耗时(shí)90天。
Goulart补充道:“我们的球状体比从单细胞分散体获得的球状体要好得(dé)多(duō)。不(bú)出所料,在成熟(shú)过程中,肝功能指标并(bìng)未降低。我们做到了小规模(mó),有了投(tóu)资后,就可以(yǐ)轻松扩(kuò)大规模。”