Kutatók bejelentették, hogy tintasugaras bionyomtatással elkészítették az emberi tüdő eddigi legvékonyabb in vitro modelljét, amely alkalmas lehet az új gyógyszerek biztonságosságának és hatékonyságának szűrésére és a betegség progressziójának tanulmányozására.

Az emberi tüdő rendkívül összetett szerv. Mivel minden egyes alveolus (léghólyagocska) számos sejttípus több rétegéből áll, amelyek egy 0,6 μm-nél ritkán vastagabb membránba rakódnak, az emberi tüdő korábbi in vitro modelljei nehezen tudták reprodukálni a sejt-sejt és sejt-mátrix kölcsönhatások komplexitását. Az Advanced Science című szaklapban megjelent új tanulmány azonban egy mindössze 10 μm vastagságú, 3D-nyomtatott tüdőmodellt mutat be, amely a jelek szerint ugyanúgy reagál a vírusos kórokozókra, mint a valódi tüdő.

A Pohang University of Science and Technology (Pohang, Dél-Korea) Anyagtudományi és Műszaki Tanszékének kutatói az Élettudományi Tanszékkel együttműködve piezoelektromos tintasugaras bionyomtatással négy alveoláris sejtvonalat helyeztek el három különböző rétegben, hogy utánozzák az emberi alveolákban lévő hám-, bazális membrán- és endothel kapilláris rétegeket.

A sejtek ilyen összetett elrendezésének nyomtatásához nagyon nagy pontosságra volt szükség, ezért a kutatók tintasugaras nyomtatást alkalmaztak a nagy térbeli felbontás eléréséhez, ahol minden egyes biotintacsepp a sejttípustól függően egy-három sejtet tartalmazott. Ez a “drop-on-demand” nyomtatási rendszer nagyon gyors volt, és a nyomtatási folyamat során a sejtek életképessége magas szinten megmaradt.

“A bionyomtatási módszerrel már nyomtattunk sejteket és gyártottunk szöveteket, de ez az első alkalom a világon, hogy háromrétegű, körülbelül 10 μm vastagságú struktúrával szimuláltunk egy léghólyagocskát” – nyilatkozta Sungjune Jung.

Amellett, hogy a modell a valaha kifejlesztett legvékonyabb in vitro alveoláris modell, pontosan reprodukálta az influenzavírussal való fertőzésre adott fiziológiai választ, mint az in vivo alveoláris szövet. A viselkedés pontossága azt sugallja, hogy ez a modell más ingerekre, például más kórokozókra vagy gyógyszermolekulákra adott fiziológiai válaszokat is reprodukálhat, így a kutatók számára megbízható lehetőséget biztosíthat a betegség lefolyásának és a gyógyszer-kölcsönhatásoknak az alveoláris sejtekben történő tanulmányozására.

Jung hozzátette: “Az ezúttal előállított mesterséges szövet korai platformként használható a fertőző légúti vírusok – köztük a COVID-19 vírus – elleni terápiás gyógyszerek és vakcinák hatékonyságának értékelésére, mivel lehetővé teszi a tömeggyártást és a minőségellenőrzést, valamint a betegre szabott betegségmodellek gyártását is.”

A kutatás egyik korlátja, hogy a nyomtatott modell lapos volt, nem pedig görbült, mint a valódi alveolusok, ami korlátozhatja a sejtek belélegzett légáramlásra adott reakciójának modellezésében a hatékonyságot. Ha ezt a korlátozást a jövőbeni munkák során sikerül kiküszöbölni, a 3D-nyomtatott modell még szélesebb körben alkalmazható lesz a tüdőbetegségek és a gyógyszerek hatékonyságának vizsgálatában.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap