據了解,Organovo和羅氏制藥(RochePharmaceutical)研究和早期發(fā)展部門(mén)的研究人員正在使用Organovo的3D打印人體肝組織為因藥物引起的肝損傷建立分析模型,并區分曲氟沙星(trovafloxacin)和左氧氟沙星(levofloxacin),這兩種密切相關(guān)的化合物具有不同的毒性特征。
3D打印人體器官的發(fā)展是當前非常重要的前沿醫療研究領(lǐng)域。盡管該領(lǐng)域仍然處于起步階段,許多科學(xué)家都希望,在不太遙遠的將來(lái),病人將能夠獲得人造的器官來(lái)更換有缺陷的肝臟、腎臟和心臟等。而實(shí)際上,如今3D打印的人體組織已經(jīng)開(kāi)始在醫學(xué)中發(fā)揮相當重要的作用了。使用3D生物打印的組織,制藥業(yè)的研究人員現在無(wú)需人類(lèi)志愿者就能夠測試藥物在“人體”器官上的可能效果。這使得藥物開(kāi)發(fā)人員可以進(jìn)行更為激進(jìn)的實(shí)驗,而不用考慮測試對象的生命安全。
據了解,作為領(lǐng)先的3D生物打印公司。Organovo幾年來(lái)一直在為藥物研究提供人工制造的組織。而由Organovo和醫藥巨頭羅氏進(jìn)行的一項新研究表明,Organovo的3D打印人體肝組織可用于成功區分具有不同毒性水平的多種物質(zhì)。這種能力可以幫助制藥公司確定可能產(chǎn)生對人體有害影響的物質(zhì)。
據悉,使用Organovo的3D生物打印人體肝組織,研究者們能夠檢測出曲氟沙星的毒性,這是一種第三代抗感染藥物,因為上市一年之后被發(fā)現有患者因服用該藥而導致肝中毒死亡而被退市。當初這種藥物在接受管理當局的審批時(shí),傳統的測試方法未能辨別出它的毒性。如今,使用3D打印的人體肝組織,羅氏公司和Organovo的研究人員能夠區分出曲氟沙星和左氧氟沙星的毒性特征,后者是一種結構相關(guān)但是無(wú)毒的化合物。
Organovo希望,這些實(shí)驗的成功能為3D打印肝組織結合其它方法,比如動(dòng)物實(shí)驗和2D細胞培養模型,用于未來(lái)制藥產(chǎn)品的檢驗鋪平道路。
曲氟沙星對3D生物打印肝組織的組織學(xué)影響。單箭頭表示細胞粘附損失,雙箭頭表示干細胞壞死的增加。
據悉,Organovo的3D打印人體肝組織是由病人的實(shí)質(zhì)(肝)和非實(shí)質(zhì)(內皮細胞和肝星狀細胞)細胞群組成的,兩者都有一定的空間結構和三維形狀。該組織的三維性質(zhì)使得羅氏和Organovo的研究人員能夠鑒別出細胞間連接、CD31+內皮網(wǎng)絡(luò ),以及結蛋白陽(yáng)性、平滑肌肌動(dòng)蛋白陰性靜態(tài)星狀細胞之間的區別。
此外,在培養液中的該3D打印組織能夠在超過(guò)四個(gè)星期時(shí)間里將ATP和白蛋白的新陳代謝保持在相關(guān)水平,并能維持藥物誘發(fā)的細胞色素P450的酶活性——這是2D細胞培養無(wú)法實(shí)現的。
“Organovo的生物打印技術(shù)創(chuàng )建了一種活體外系統,該系統由多種類(lèi)型的干細胞按照定義的空間結構組成,可以隨著(zhù)時(shí)間的推移用來(lái)收集組織病理學(xué)和生化數據,以用于臨床毒性試驗。”Organovo公司首席科學(xué)官SharonPresnell博士說(shuō):“我們持久、重現性好的模型可也用于衡量細胞類(lèi)型的特定反應和探討毒性作用機理,以開(kāi)發(fā)替代的解決方案。”