Νέες δημοσιεύσεις
Επιστήμονες δημιουργούν τρισδιάστατα εκτυπωμένο ζωντανό πνευμονικό ιστό
Τελευταία επισκόπηση: 27.07.2025
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Ερευνητές στο UBC Okanagan ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο βιοτυπωμένο μοντέλο που μιμείται στενά την πολυπλοκότητα του φυσικού πνευμονικού ιστού - μια καινοτομία που θα μπορούσε να μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες μελετούν τις πνευμονικές παθήσεις και αναπτύσσουν νέες θεραπείες.
Ο Δρ. Εμμανουήλ Οσέι, Αναπληρωτής Καθηγητής της Σχολής Θετικών Επιστημών Irving K. Barber, λέει ότι το μοντέλο παράγει ιστό που μοιάζει πολύ με την πολυπλοκότητα του ανθρώπινου πνεύμονα, κάτι που θα μπορούσε να βελτιώσει τον έλεγχο αναπνευστικών παθήσεων και την ανάπτυξη φαρμάκων.
«Προκειμένου να κάνουμε την έρευνά μας και τις δοκιμές που πρέπει να κάνουμε, όπου μελετάμε τους μηχανισμούς σύνθετων πνευμονικών παθήσεων για να βρούμε τελικά νέους φαρμακευτικούς στόχους, πρέπει να είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε μοντέλα συγκρίσιμα με τον ανθρώπινο ιστό», λέει.
Η ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε ένα βιομελάνι κατασκευασμένο από ζελατίνη τροποποιημένη με φωτοευαίσθητο πολυμερές και ένα πολυμερές που ονομάζεται διακρυλική πολυαιθυλενογλυκόλη για να εκτυπώσει τρισδιάστατα μια υδρογέλη που περιέχει πολλαπλούς τύπους κυττάρων και κανάλια, αναδημιουργώντας την αγγειακή δομή του ανθρώπινου αεραγωγού.
Μόλις εκτυπωθεί, η υδρογέλη συμπεριφέρεται όπως η πολύπλοκη μηχανική δομή του πνευμονικού ιστού, βελτιώνοντας τον τρόπο με τον οποίο μελετάμε τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα αντιδρούν στα ερεθίσματα.
«Στόχος μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα πιο φυσιολογικά σχετικό in vitro μοντέλο της ανθρώπινης αεραγωγού», λέει ο Δρ. Osei, ο οποίος συνεργάζεται επίσης με το Κέντρο Καινοτομίας Καρδιάς και Πνεύμονα του UBC. «Ενσωματώνοντας αγγειακά στοιχεία, μπορούμε να μοντελοποιήσουμε καλύτερα το περιβάλλον των πνευμόνων, το οποίο είναι κρίσιμο για τη μελέτη ασθενειών και τη δοκιμή φαρμάκων».
Ο Δρ. Οσέι εξήγησε ότι όταν σε ένα άτομο διαγνωστεί καρκίνος του πνεύμονα, ένας χειρουργός - με τη συγκατάθεση του ασθενούς - μπορεί να αφαιρέσει την πληγείσα περιοχή μαζί με κάποιο φυσιολογικό πνευμονικό ιστό και να δωρίσει αυτά τα δείγματα σε ερευνητές.
«Ωστόσο, ένας ερευνητής δεν έχει κανέναν έλεγχο στην ποσότητα ιστού που λαμβάνει», εξηγεί. «Μερικές φορές μπορεί να είναι απλώς ένα μικρό κομμάτι ιστού που μεταφέρεται στο εργαστήριο και υποβάλλεται σε επεξεργασία με διάφορες χημικές ουσίες για έλεγχο. Τώρα, με την τρισδιάστατη βιοεκτύπωση, μπορούμε να απομονώσουμε κύτταρα από αυτούς τους ιστούς δότη και ενδεχομένως να αναδημιουργήσουμε πρόσθετους ιστούς και να εξετάσουμε δείγματα για να διεξάγουμε έρευνα στα εργαστήριά μας χωρίς να βασιζόμαστε σε νέα δείγματα δότη».
Πολλές πνευμονικές παθήσεις είναι επί του παρόντος ανίατες, συμπεριλαμβανομένης της χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας (ΧΑΠ), του άσθματος, της ιδιοπαθούς πνευμονικής ίνωσης και του καρκίνου, δήλωσε ο Δρ. Οσέι. Η δυνατότητα δημιουργίας μοντέλων για δοκιμές αποτελεί σημαντικό βήμα προόδου στην έρευνα για τις αναπνευστικές παθήσεις και την ανάπτυξη φαρμάκων.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Biotechnology and Bioengineering σε συνεργασία με την Mitacs και υποστηρίχθηκε από την Providence Health Care, αποτελεί ένα βήμα προς την κατανόηση πτυχών των πνευμονικών παθήσεων, όπως οι ουλές και η φλεγμονή, και μπορεί να οδηγήσει σε μελλοντικές θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών.
Η εργασία περιέγραφε δοκιμές που περιελάμβαναν την έκθεση ενός βιοτυπωμένου τρισδιάστατου μοντέλου σε εκχύλισμα καπνού τσιγάρου, οι οποίες επέτρεψαν στους ερευνητές να παρατηρήσουν μια αύξηση στις προφλεγμονώδεις κυτοκίνες, δείκτες φλεγμονώδους απόκρισης του πνευμονικού ιστού στη νικοτίνη.
«Το γεγονός ότι καταφέραμε να δημιουργήσουμε αυτό το μοντέλο και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε συγκεκριμένους παράγοντες που πυροδοτούν την ασθένεια, όπως ο καπνός του τσιγάρου, για να δείξουμε πώς το μοντέλο ανταποκρίνεται και μιμείται πτυχές των πνευμονικών παθήσεων, αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση των πολύπλοκων μηχανισμών των πνευμονικών παθήσεων και θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς να τις αντιμετωπίζουμε», λέει ο Δρ Οσέι.
«Το μοντέλο μας είναι πολύπλοκο, αλλά λόγω της αναπαραγωγιμότητας και της βέλτιστης φύσης της βιοεκτύπωσης, μπορεί να προσαρμοστεί προσθέτοντας επιπλέον κυτταρικούς τύπους ή κύτταρα που προέρχονται από συγκεκριμένους ασθενείς, καθιστώντας το ένα ισχυρό εργαλείο για εξατομικευμένη ιατρική και μοντελοποίηση ασθενειών».
Ο Δρ. Osei σημειώνει ότι η συνέχιση αυτού του έργου θέτει την ερευνητική του ομάδα σε μια μοναδική θέση ώστε να συνεργαστεί με συναδέλφους από οργανισμούς όπως το Immunobiology Eminence Research Excellence Cluster του UBC, εταιρείες βιοτεχνολογίας και οποιονδήποτε ενδιαφέρεται για την ανάπτυξη βιοτεχνητών μοντέλων.