Дженнифер Льюис, доктор философии ведет некоторые из самых передовых и в то же время очень реальных достижений в 3D биопечати. В отличие от других, ее команда не обещает напечатать органы для трансплантации в ближайшее время, но, тем не менее, ее исследования сосредоточены на самых сложных биоструктурах организма, таких как почки. В этом последнем исследовании профессор Льюис и ее команда, работающие в рамках 3D-инженерии органов института Висс, совместно руководят ею (в сотрудничестве с инновационным центром Roche, Швейцария), сосредоточили внимание на реабсорбции почек вне человеческого тела, и особенно на проксимальных канальцах.
Как показано на видео выше, для этого команда из Гарварда создала трехмерную модель васкуляризованных проксимальных канальцев, в которой независимо перфузируемые канальцы и кровеносные сосуды печатаются рядом друг с другом в сконструированном внеклеточном матриксе.
Проксимальный канальец - это специализированная структура, которая поглощает хорошие молекулы после того, как кровь отфильтрована почками, и возвращает их в кровоток. Хотя реабсорбционные функции проксимального канальца могут быть нарушены лекарственными средствами, химическими веществами или генетическими заболеваниями и болезнями, передаваемыми через кровь, наше понимание того, как эти эффекты возникают, все еще ограничено. И все же их значение огромно, поскольку почки решают сложную задачу - постоянно очищать нашу кровь, чтобы предотвратить накопление отходов, соли и избытка жидкости внутри нашего тела.
Эта работа основана на непрерывно перфузируемой трехмерной модели проксимальных канальцев, о которой ранее сообщалось командой, в которой все еще не было функционального отсека кровеносных сосудов. Их исследование опубликовано в трудах Национальной академии наук (PNAS).
«Мы создаем эти устройства в течение нескольких дней, и они могут оставаться стабильными и функциональными в течение нескольких месяцев», - сказал первый автор, доктор философии Нил Лин, который является сотрудником Roche Fellow и Postdoctoral Fellow в команде Льюис. «Важно, что эти 3D васкуляризованные проксимальные канальцы демонстрируют желаемую морфологию эпителиальных и эндотелиальных клеток и структуру просвета, а также экспрессию и правильную локализацию ключевых структурных и транспортных белков и факторов, которые позволяют трубчатым и сосудистым компартментам связываться друг с другом. »
Непосредственная задача команды - дальнейшее расширение моделей для использования в фармацевтике. «Наша система могла бы обеспечить возможность скрининга целевых библиотек лекарств на почечную токсичность и, таким образом, помочь уменьшить эксперименты на животных», - сказала Энни Мойзан, доктор философии, соавтор и научный сотрудник исследования, и главный научный сотрудник инновационного центра Roche. «Я в восторге от постоянных усилий со стороны нас и других, направленных на повышение физиологической значимости таких моделей, например, путем включения специфических для пациента и больных клеток, поскольку индивидуальная эффективность и безопасность являются конечной целью прогнозирования клинических реакций на лекарства».
«Наша новая трехмерная модель почек является захватывающим достижением, поскольку она более полно повторяет проксимальные сегменты канальцев, обнаруженные в нативной ткани почки», - сказала Льюис. Льюис и ее коллеги считают, что трехмерные биопеченые васкуляризованные канальцы могут привести к улучшению заместительной почечной терапии.
«Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в области инженерии почек человека, который позволяет проводить исследования заболеваний человека и связанных с наркотиками исследований в течение продолжительных периодов времени. Это также представляет собой важный шаг вперед для Инициативы по разработке органов 3D в Институте Wyss, которая направлена на создание функциональных замен органов с расширенными функциональными возможностями для нуждающихся пациентов », - сказал директор-основатель Wyss Institute Дональд Ингбер.
Автором исследования также были настоящие и бывшие члены команды Льюис - Санлин Робинсон, доктор философии, Дэвид Колески, доктор философии и Натан Дуарте. Он финансировался за счет грантов Национального института здравоохранения, Института биологической инженерии Гарварда Вайсса, докторской стипендии Roche и пожертвования от GETTYLAB.
Comments