Биопечать мини-почек
Исследование, проведенное Детским научно-исследовательским институтом Мердока (MCRI), Австралия, и биотехнологической компанией Organovo, показало эффективность использования человеческих мини-почек, созданных с помощью трехмерной биопечати, для скрининга токсичности лекарств, которые вызывают заболевания почек у людей. Авторы описали технику биопечати со стволовыми клетками, позволяющую производить достаточно большие объемы почечной ткани, которую можно будет использовать для создания трансплантатов.
При 3D-биопечати используются биочернила, содержащие стволовые клетки, из которых с помощью компьютерного управления создается искусственная живая ткань.
Профессор MCRI Мелисса Литтл, специалист в области моделирования почек человека, впервые начала выращивать органоиды почек в 2015 году. Но новый метод биопечати быстрее, надежнее и позволяет масштабировать весь процесс. Исследование показало, что с помощью 3D-биопечати можно будет создать около 200 мини-почек за 10 минут без ущерба для качества.
Размером с рисовое зерно, 3D-напечатанные мини-почки полностью идентичны почке обычного размера, включая канальцы и кровеносные сосуды, которые образуют фильтрующие структуры – нефроны.
Профессор Литтл и ее группа надеются испытывать новые препараты на мини-почках, чтобы найти новые способы лечения почечных заболеваний или проверить, может ли лекарство повредить почку.
Поражение почек, вызванное лекарственными препаратами, является серьезным побочным эффектом, и его трудно прогнозировать с помощью исследований на животных. Новые человеческие мини-почки – это практический подход к тестированию на токсичность препарата перед использованием.
В данном исследовании была проверена токсичность аминогликозидов – группы антибиотиков, которые обычно поражают почки. Исследователи обнаружили повышенную гибель определенных типов клеток в почках после введения аминогликозидов.
Культивирование стволовых клеток от пациента с генетическим заболеванием почек, а затем выращивание из них мини-почек, также даст возможность для разработки лечения, специфичного для каждого пациента, которое можно распространить на ряд заболеваний почек. Кроме того, создание человеческой ткани из стволовых клеток также открывает перспективы для создания биоинженерной ткани почек.
Трехмерная биопечать позволяет генерировать большее количество почечной ткани с точным соблюдением биофизических свойств, включая количество и тип клеток. Разработка заместительной почечной терапии с использованием почечной ткани, полученной из стволовых клеток, потребует значительного увеличения количества структур нефронов, присутствующих в ткани, подлежащей трансплантации. Используя биопечать, можно увеличить количество нефронов до необходимого для трансплантации этой ткани людям.
Статья K.T.Lawlor et al. Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation опубликована в журнале Nature Materials.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MCRI: Researchers use cutting edge technology to bioprint mini-kidneys.