מדפסת ביולוגית תלת מימדית חדשה המייצרת רקמות דמויי אדם מחזיקה בפוטנציאל לחולל מהפכה בגילוי תרופות חדשות לסרטן, מחלות לב ודלקת פרקים.
מדענים מאוניברסיטת ניוקאסל, במימון מדלקת מפרקים לעומת דלקת פרקים, פיתחו גישה ייחודית להדפסת ביו-הג'לים מלאי תאים שיכולים לחקות מקרוב רקמות אנושיות, ולהרוויח אותה פטנט בארה"ב ובאירופה.
בעוד שהדפסת ביולוגית קיימת כבר כמה שנים, היו לה מגבלות מרובות שהצוות, בראשותו של פרופסור קני דלגרנו, התגבר. כזו היא ההבטחה לגילוי, הם הקימו חברת ספין אאוט, Jetbio, כדי למשוך השקעות כדי להפעיל את מדפסת הרג'י לשימוש במעבדות ברחבי העולם.
התהליך פורץ הדרך, הנקרא טכנולוגיית הדפסת ביולוגית סילון תגובתי (REJI), מטוסים שני נוזלים שונים זה בזה, האחד המכיל תאים התלויים בפתרון קישור צולב והשני פיתרון פולימר. אלה מתערבבים באוויר האמצעי ליצירת הידרוג'ל מלא בתאים שניתן להדפיס כמעט על כל משטח. שיטת ההדפסה מגדילה את צפיפות התאים לכדי בערך פי עשרה מזו של טכנולוגיית הדפסת ביולוגית אחרת ובקצב מהיר משמעותית. הרקמות שהתקבלו הן דגמים קרובים בהרבה לדגימות רקמות אנושיות.
לוסי דונלדסון, מנהלת המחקר בנוגע לדלקת פרקים שמימנה את המחקר באמצעות מרכז הנדסת רקמות וטיפולים רגנרטיביים לעומת דלקת מפרקים, אמרה:: "צוות Jetbio נמצא בחלל המחקר המניע קדימה טכנולוגיות חדשות שמבטיחות לשפר הן את האיכות והמהירות של פיתוח התרופות. התקדמות זו עשויה להביא תרופות חדשות לאוכלוסייה מוקדם יותר – וזה תקף לטיפולים בדלקת פרקים, סרטן ומחלות לב וכלי דם. זו קפיצה מרגשת מאוד קדימה. "
שלב מפתח בתהליך פיתוח התרופות הוא בדיקה על תרבויות תאים חוץ-גופיים אשר היו מעורבים באופן מסורתי בתאים גידול על גבי משטח שטוח, כמו שקופית מיקרוסקופ. פירושו במבחנה פירושו תהליך או בדיקה המבוצעים מחוץ לגוף בתנאים מלאכותיים, כמו שקופית או במבחן. עם זאת, דגמי דו -מימד אלה אינם דומים לגוף האדם בו תאים מתקשרים עם תאים אחרים בסביבה תלת -ממדית.
הבאת הטכנולוגיה של Jetbio למעבדות להדפסת תאים במטריקס תלת -ממדי, מחקה מקרוב רקמות אנושיות, יכולה להפוך את הבדיקות למדויקות יותר ובכך לחולל מהפכה במה שהוא כיום תהליך ממושך עם שיעורי כישלון גבוהים, הסביר פרופסור דלגרנו.
גילוי תרופות הוא תהליך מסובך ויקר במיוחד הכולל סבבי בדיקות מרובים לפני שהם מגיעים לניסויים קליניים. בחקירות קליניות רק אחת מכל עשרה מתרכובות שנבדקו תמורת כדי להגיע לשוק. שיעורי כישלון אלה מבהירים כי עלינו לשפר את המודלים שלנו כך שהם יהיו מייצגים יותר את תגובת התרופות אצל בני אדם. כרגע יש עניין רב בפיתוח מודלים טובים יותר למבחנה אנושית של מחלות ורקמות ולכן יש לנו דרכים טובות יותר לבדיקת תרופות. "
לוסי דונלדסון, מנהלת מחקר, לעומת דלקת פרקים
הנוף של גילוי התרופות משתנה והעניין בטכנולוגיה חדשה גדל. עם הפוטנציאל של ההפעלה הבריטית להתחבר לשוק הגלובלי המתרחב במהירות, צוות Jetbio הוזמן להציג את הטכנולוגיה לשרים ולנתונים בכירים בבריאות הציבור, כולל קצין רפואה ראשי של פרופסור אנגליה סר כריס וויטי, בבתי הפרלמנט מוקדם יותר החודש. "היה באז אמיתי סביב הטכנולוגיה שלנו והפוטנציאל שהיא מחזיקה" אמר פרופסור דלגרנו באירוע, הבטוח שגילויו יכול להיות בעל השפעה מרחיקת לכת שניתן היה להרגיש במונחים אמיתיים ברחבי העולם. הוא הוסיף: "פיתוח תרופות הוא יקר מאוד. לכן אם אתה יכול לעשות את זה בצורה יעילה וזולה יותר, אז זה דמוקרטיזציה של התהליך במידה מסוימת, מכיוון שיותר אנשים יכלו להרשות לעצמם את התרופות שהגיעו לשוק. "
למדפסות בגודל קפה, יש גם תפקיד ברפואה התחדשות. טיפולים לדלקת פרקים, הפוגעים ב -10 מיליון בבריטניה ולמעלה מ- 500 מיליון אנשים ברחבי העולם, מוגבלים כיום. למרות זאת, המצב פוגע ביכולתם של האנשים לחיות חיים מלאים ונטולי כאב. עבור אנשים הסובלים מדלקת פרקים, המטרה תהיה פיתוח הטכנולוגיה כדי לאפשר תרבות תאים מהירה ומותאמת יותר לשימוש בהשתלת כונדרוציטים אוטולוגית שכבר זמינה (ACI). מנתחים יכולים לתקן נזק לסחוס על ידי השתלת תאים מיוחדים למומים בסחוס. טכנולוגיה זו יכולה לשפר את הדיוק וההצלחה של השתלים.
למדפסות יש פוטנציאל ליישם מגוון רחב של תנאים. דוגמה לשימוש הרחב יותר היא בפרויקט שנולד מחדש במימון האיחוד האירופי בו הצוות בניוקאסל מפתח מודל חוץ גופית של תא לב. זה משלב הדפסת ביולוגית של רג'י עם טכניקות עיבוד ביולוגיות אחרות ליצירת "שרוול" מהונדס רקמות אשר ניתן לחבר למשאבות קטנות כדי לחקות את פועם הלב. השרוול ייחודי במבנהו, מכיל תאי קרדיומיוציטים ופיברובלסטים אשר יהיו קיימים ברקמת לב, והוא מפותח כדי לאפשר בדיקת גישות חדשות לטיפול במצבי לב.
מימון ה- NC3RS איפשר להציג את המדפסות לקהילה המדעית בבריסטול, ניוקאסל וקיימברידג 'בשלוש סדנאות שנערכו בפברואר, והמדפסות פונות לשימוש במעבדות של שלוש אוניברסיטאות אלה.
