tessuto epatico umano

tessuto epatico umano

Immagini delle parti 3D-stampate del tessuto epatico biomimetico: cellule del fegato derivate da cellule staminali pluripotenti indotte umane (a sinistra), endoteliali e cellule mesenchimali supporing (al centro), e la conseguente combinazione organizzata di più tipi di cellule (a destra). Immagine di credito: Chen Laboratory, UC San Diego.

I ricercatori hanno detto che l’anticipo potrebbe aiutare le aziende farmaceutiche a risparmiare tempo e denaro nello sviluppo di nuovi farmaci.

“Si richiede in genere circa 12 anni e $ 1.8 miliardi di dollari per la produzione di un farmaco approvato dalla FDA”, ha detto Chen Shaochen, nanoingegneria professore alla UC San Diego Jacobs School of Engineering. “Questo perché oltre il 90 per cento dei farmaci non passano i test sugli animali o studi clinici sull’uomo. Abbiamo fatto uno strumento che le aziende farmaceutiche potrebbero utilizzare per fare studi pilota sui loro nuovi farmaci, e non dovremo aspettare fino a quando le prove sugli animali o umane per testare la sicurezza di un farmaco e l’efficacia sui pazienti. Questo avrebbe permesso loro di concentrarsi sui farmaci candidati più promettenti in precedenza nel processo. “

Chen e Shu Chien, un professore di Medicina e Bioingegneria, direttore dell’Istituto di Ingegneria in Medicina presso UC San Diego e destinatario di un National Medal of Science, sono autori co-senior dello studio.

Il fegato svolge un ruolo fondamentale nel modo in cui il corpo metabolizza i farmaci e produce proteine ​​chiave. Questo è il motivo per cui i modelli di fegato sono sempre più in fase di sviluppo in laboratorio come piattaforme per lo screening di stupefacenti. Tuttavia, i modelli esistenti finora mancano sia il complesso di micro-architettura e diversificata il trucco delle cellule di un vero e proprio fegato.

Il team UC San Diego progettato un modello di tessuto epatico umano che assomiglia più da vicino la cosa reale, una combinazione diversificata delle cellule epatiche e cellule di supporto sistematicamente organizzate in una struttura esagonale.

“Abbiamo progettato un tessuto epatico funzionante che corrisponde a quello che ci si vede al microscopio”, ha detto Chen.

“Il fegato è unico in quanto riceve una doppia alimentazione di sangue con diverse pressioni e costituenti chimici. Il nostro modello ha il potenziale di riprodurre questo sistema di approvvigionamento di sangue intricato, fornendo in tal modo la comprensione senza precedenti del complesso accoppiamento tra la circolazione e le funzioni metaboliche del fegato in salute e malattia “, ha detto Chien, che studia come il flusso di sangue e la pressione colpiscono i vasi sanguigni.

Per fare questo, il team ha impiegato una tecnologia bioprinting romanzo sviluppata nel laboratorio di Chen, che possono rapidamente produrre microstrutture 3D complessi che imitano le caratteristiche sofisticate presenti nei tessuti biologici. Il tessuto epatico è stata stampata in due fasi. In primo luogo, il team stampato un disegno a nido d’ape di esagoni 900 di dimensioni micrometriche, ciascuna contenente le cellule del fegato derivate da cellule staminali pluripotenti indotte umane. Un vantaggio di cellule staminali pluripotenti indotte umane è che sono specifici per il paziente, il che li rende materiali ideali per la costruzione di piattaforme di screening specifico farmaco-paziente. E poiché queste cellule sono derivate da cellule della pelle di un paziente, i ricercatori non hanno bisogno di estrarre le cellule dal fegato per costruire il tessuto epatico.

Nella fase successiva, le cellule endoteliali e mesenchimali sostegno sono stati stampati negli spazi tra gli esagoni cellule staminali contenenti.

L’intera struttura, un 3 × 3 millimetro quadrato, 200 micrometri di spessore, richiede solo pochi secondi per la stampa. Questo è un grande miglioramento rispetto ad altri metodi per stampare modelli fegato, che tipicamente richiedono ore.

“Credo che ciò possa servire come un grande strumento di screening di droga per le aziende farmaceutiche e che la nostra tecnologia 3D bioprinting apre la porta per la stampa specifico organo-paziente in futuro”, ha detto Chen.

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