O posibilă "armă" împotriva pandemiei: tipărirea țesutului uman

Postat la: 27.07.2020 |

Bioprinting-ul ar putea fi utilizat pentru testarea potențialelor tratamente pentru Covid-19, cancer și alte boli. Deoarece deficiențele de echipament personal de protecție persistă în timpul pandemiei coronavirusului, imprimarea în 3-D a contribuit la ameliorarea unor lacune.

Anthony Atala, directorul Institutului Wake Forest pentru Medicină Regenerativă, și echipa sa folosesc procesul într-un mod mai inovator: creând replici minuscule ale organelor umane - pentru a testa medicamente pentru a lupta cu Covid-19 , titrează The New York Times. Echipa construiește plămâni și coloni în miniatură - două organe afectate în special de coronavirus - apoi le trimite pentru testare la un laborator de biosecuritate la Universitatea George Mason din Fairfax, Va. În timp ce inițial au creat unele dintre așa-numitele organoide, acestea încep să imprimes pentru cercetare, deoarece pandemia continuă să crească.

În ultimii ani, institutul Dr. Atala a tipărit deja aceste grupuri minuscule de celule pentru a testa eficacitatea medicamentelor împotriva bacteriilor și a bolilor infecțioase precum virusul Zika, „dar nu am crezut niciodată că avem în vedere acest lucru pentru o pandemie", a spus el. . Echipa sa are capacitatea de a tipări „mii de organe pe oră", a spus el din laboratorul său din Winston-Salem, N.C.

Procesul de construcție a țesutului uman în acest fel este o formă de bioprintare. Cercetătorii respectă metodele de testare a medicamentelor și, în cele din urmă, intenționează să creeze piele și organe de dimensiuni complete pentru transplant. Cercetătorii fac progrese în imprimarea pielii, critice pentru victimele arsurilor; gestionarea bolilor precum diabetul în care vindecarea rănilor este dificilă; și pentru testarea produselor cosmetice fără a dăuna animalelor sau, desigur, oamenilor.

„Chiar și pentru noi, uneori pare a fi ficțiune științifică", a spus Akhilesh Gaharwar, care conduce un laborator transversal în departamentul de inginerie biomedicală din Texas A&M University, care se concentrează pe bioprinting și alte abordări ale medicinei regenerative. Importanța bioprinting-ului pentru analiza farmaceutică este primordială acum, nu numai pentru potențialele tratamente cu Covid-19, ci și pentru testarea tratamentelor pentru cancer și alte boli Dr. Atala spune că organoizii permit cercetătorilor să analizeze impactul unui medicament asupra unui organ „fără zgomot" în metabolismul unei persoane.

El a citat Rezulin, un medicament popular pentru diabet zaharat amintit în 2000, după ce au existat dovezi de insuficiență hepatică. Laboratorul său a testat o versiune arhivată a medicamentului, iar dr. Atala a spus că în două săptămâni, toxicitatea hepatică a devenit evidentă. Un organoid reproduce un organ în forma sa cea mai pură și oferă puncte de date care ar putea să nu apară în studiile clinice, a spus el, adăugând că testarea este aditivă, mai degrabă decât în loc de studii clinice.

Testarea pe pielea bioprintită sau pe alte organe în miniatură poate, de asemenea, să stabilească mai ușor medicamentele care funcționează la animale precum șobolani s-ar putea dar să nu funcționeze bine la oameni. Modelele 3-D pot evita testarea pe animale și pot face calea mai puternică de la laborator la clinică, a spus dr. Gaharwar. Aceasta are importanță atât pentru bunurile de larg consum, cât și pentru produsele farmaceutice; din 2013, de exemplu, Uniunea Europeană a interzis companiilor de produse cosmetice să testeze produse pe animale.

De asemenea, laboratorul Dr. Gaharwar investighează dacă țesutul osos uman poate fi tipărit pentru un eventual transplant. Speranța sa, spune el, este că, în viitor, scanările radiografice ale pacienților pot fi transpuse în forma exactă necesară pentru implantare, important mai ales în repararea defectelor craniofaciale în care curbura necesară poate fi dificil de recreat.

Nu este surprinzător, cercetătorii explorează și colecția de date din testare. Echipa de la Wake Forest face parteneriat cu compania de tehnologie Oracle pentru a capta datele din organoide și pentru a le analiza cu inteligență artificială. Proiectul, cunoscut în general ca sistemul body-on-a-chip, implică imprimarea țesutului viu pe un microcip pentru a permite studierea medicamentelor pentru toxicitate și eficacitate, chiar înainte de începerea studiilor clinice. Jetoanele pot avea dimensiunea unui nichel sau a unui sfert, care este suficient de mare pentru a reține 10 până la 12 organe în miniatură.