Producent wolumetrycznej biodrukarki 3D i spółka spin-out EPFL Readily3D podjęli pierwszy krok w kierunku opracowania drukowanego w 3D żywego modelu ludzkiej trzustki do testowania leków na cukrzycę.
Nowatorska technologia Readily3D jest wdrażana w ramach finansowanego przez UE projektu Enlight i podobno jest w stanie drukować w 3D tkankę biologiczną zawierającą ludzkie komórki macierzyste w zaledwie 30 sekund.
Jako oficjalny producent biodrukarek w ramach projektu, firma dostosowała swoją zastrzeżoną technologię bezdotykowego oświetlenia tomograficznego do specyficznych potrzeb struktur tkanek trzustki.
„Opracowanie systemu, który może drukować tkankę 3D w skali centymetra sześciennego i wiernie odtwarzać funkcjonowanie żywej trzustki, to ogromne wyzwanie, któremu mamy nadzieję sprostać dzięki tej technologii” – powiedział Christophe Moser, kierownik Laboratorium Fotoniki Stosowanej EPFL. Urządzenia (LAPD).
Zwalczanie choroby trzustki i cukrzycy
Znajdująca się tuż za żołądkiem trzustka spełnia kilka istotnych funkcji, takich jak wytwarzanie enzymów i wodorowęglanów niezbędnych do trawienia i wydzielania różnych hormonów. Jednym z tych hormonów jest insulina, która reguluje poziom cukru we krwi. W związku z tym choroba trzustki może często prowadzić do rozwoju cukrzycy, ponieważ uszkodzone komórki narządu nie są już w stanie wytwarzać potrzebnej organizmowi insuliny.
Według International Diabetes Federation i European Diabetes Study Centre (CeeD) ponad 450 milionów dorosłych na całym świecie cierpi na cukrzycę, a liczba ta stale rośnie. Cukrzyca jest podobno drugą najczęstszą przyczyną amputacji i znacznie zwiększa ryzyko zawału serca, udaru mózgu i niewydolności nerek.
Projekt Enlight otrzymał 3,6 miliona euro dofinansowania z unijnego programu ramowego Horyzont 2020 na opracowanie pierwszego żywego modelu trzustki w ciągu najbliższych trzech lat. Projekt jest realizowany przez konsorcjum kierowane przez UMC Utrecht i składające się z EPFL, ETH Zurich , Uniwersytetu Neapolitańskiego Federico II , AstraZeneca , Rousselot , Readily3D oraz Fundacji Giannino Bassetti .
Nadrzędnym celem projektu Enlight jest opracowanie modelu żywej trzustki do testowania nowych leków przeciwcukrzycowych w celu poprawy zarówno diagnostyki, jak i leczenia choroby.
Drukowanie 3D trzustki
Nowatorska technologia biodrukowania opiera się na istniejącej drukarce 3D Tomolite firmy Readily3D, która wykorzystuje biologiczny żel zawierający komórki macierzyste pacjenta. Następnie na żel nakłada się laser w celu zestalenia go poprzez polimeryzację, przy czym położenie i intensywność wiązki laserowej są kontrolowane w celu zestalenia tylko tych obszarów żelu, które są potrzebne do utworzenia pożądanej tkanki.
„Jedną z głównych zalet naszej metody jest możliwość tworzenia tkanki w jednym bloku, co czyni ją szczególnie użyteczną do drukowania tkanek miękkich, takich jak organy”, powiedział Paul Delrot, CTO w Readily3D.
Biodrukarka jest podobno zdolna do drukowania struktury w skali centymetrowej w czasie krótszym niż 30 sekund, co jest znaczącym osiągnięciem, ponieważ wskaźnik przeżywalności żywych komórek drastycznie spada wraz ze wzrostem czasu drukowania.
Technologia Readily3D została wybrana do użytku w ramach projektu Enlight na początku tego roku. Technologia umożliwia drukowanie struktur dostosowanych do indywidualnych potrzeb, ponieważ są one tworzone z własnych komórek macierzystych pacjenta, co oznacza, że pacjenci nie będą już musieli wypróbowywać szeregu leków, z których niektóre mogą mieć nieprzyjemne skutki uboczne, zanim znajdą właściwy lek. im.
Według konsorcjum technologia opracowana w ramach projektu może zostać w przyszłości wykorzystana do biodrukowania innych rodzajów tkanek do opracowywania metod leczenia raka, a nawet do wytwarzania narządów do przeszczepów.
Technologia dodatkowo eliminuje potrzebę przeprowadzania testów na zwierzętach, co jest również celem naukowców z Uniwersytetu w Stuttgarcie i szpitala Roberta Boscha, którzy ogłosili opracowanie nowatorskiej platformy tkankowej drukowanej w 3D, która mogłaby zastąpić testy na zwierzętach w ramach badań klinicznych leków przeciwnowotworowych .
W podobnym duchu CELLINK, producent biodrukarek 3D, niedawno przejął firmę MatTek Corporation specjalizującą się w technologii in-vitro, aby poczynić postępy w badaniach nad modelami komórkowymi wolnymi od okrucieństwa na zwierzętach .
Dalsze prace nad nowymi metodami testowania leków na cukrzycę zostały przeprowadzone przez zespół z Pohang University of Science and Technology oraz Pusan National University . Zespół 3D wydrukował in vitro model sztucznej skóry, aby obserwować choroby skóry cierpiące na cukrzycę, na które można zastosować leki testowe.
