生物打印可能是器官移植的新解决方案

发布者:匿名 2019-05-08 浏览量:2106

2005年,《岛》这部科幻惊悚片介绍了一个由克隆人聚居的大院,这个大院用于器官采集,同时也为世界各地的富人提供了代孕品。事实上,3D技术正在证明,未来看起来非常不同,组织工程处于中心阶段,预计未来可能不需要器官移植来生存。最著名的组织工程公司之一是位于圣地亚哥的Organovo。多年来,一直在积极开发一系列用于医学研究和药物开发的人体组织。

该公司是生物打印领域的首批大型企业之一,由Keith Murphy和Gabor Forgacs于2007年创立,专注于开发体内肝脏组织,以治疗一系列罕见的危及生命的疾病,目前治疗很少器官移植以外的选择。Organovo开发肝脏治疗组织的最终目标是延迟或减少移植需求。该公司还试图利用其基础能力来表征专门的人体细胞和3D生物打印功能组织,以创建新的体外毒理学和肝脏疾病建模平台。

根据Organovo的说法,最初新的肝脏组织将是治疗慢性肝衰竭的理想选择,慢性肝衰竭是一种攻击全世界数百万人的疾病。它也可以用于儿科代谢性肝病。发达组织的实施可以解决这两种情况。受慢性肝功能衰竭影响的美国人数高于先前的估计,影响了1.8%的美国成年人 - 超过450万美国人。此外,全球肝病患病率每年约有200万人死亡,使肝移植成为第二种最常见的实体器官移植,但目前不到10%的全球移植需求得以满足。难怪Organovo针对这种疾病,也可能有助于降低慢性肝病的高生活成本。

使用Organovo的生物打印机进行研究

2014年,他们宣布使用NovoGen MMX Bioprinter成功打印肝脏组织,其作为真正的肝脏至少需要42天,该公司后来将其作为ExVive肝组织进行商业销售用于临床前药物发现测试。

内部3D打印组织可以改变制药公司在将新药推向市场之前开发,发现和测试新药的方式。Organovo后来与世界各地的各大学合作,尝试3D打印功能齐全的人体肾脏组织,以及欧莱雅等制药和化妆品巨头,推动合成皮肤组织的发展。此外,该公司的第一批生物打印产品预计将于2020年通过美国食品药品管理局(FDA)开始临床试验。据该公司称,开发一种健康的治疗性肝组织贴片可以治疗多种肝脏疾病,并声称它的目标是植入贴片以恢复功能或抵消与病症相关的缺陷。

去年,Organivo的首席执行官Taylor J.Crouch说:“不管在什么情况下,我们的目标都是植入一个健康的组织贴片,以恢复功能或弥补特定酶异常的缺陷,最终目标是延迟或减少移植的需要。”自从接受了孤儿指定(给予一种治疗罕见疾病或病症的药物)2017年,美国食品和药物管理局(FDA)针对α-1抗胰蛋白酶(A1AT)缺乏症的3D生物打印治疗性肝组织治疗,该公司一直在对动物体内3D打印的人体肝组织进行测试,将人体细胞置于可产生人体测试功能组织的结构中,并展示过去几个月工业会议上关于A1AT和遗传性1型酪氨酸血症(HTT1)动物模型组织性能的数据。

提供表明疾病模型中生物打印人类肝脏“补丁”的治疗潜力的数据。

Samsara Sciences是OrganioVO的子公司,自2016年起将通过3D打印获得的用于研究应用的人体肝和肾细胞商业化。他们在出生-生命-死亡周期结束时将捐献的组织转化为数以百万计的学习机会。通过操纵DNA、RNA和人类细胞,公司将来将能够创造修复受损器官、增强器官功能或替换缺失功能的组织但尽管Organivo的重点是肝脏治疗组织,但他们也在寻求多种治疗适应症,包括终末期肝病和一组先天性代谢错误(IEMS),由于供体器官严重短缺,迫切需要新的治疗方法。

那么,是什么让Organovo变得特别?对于初学者来说,生物打印公司是3D生物打印机开发中最有用的工具之一,能够为药物发现应用开发肝脏和肾脏组织,并且在2010年,他们打印了第一个血管。他们成功的关键在于复制原生形式和功能,他们的3D人体组织提供了许多优于标准细胞培养平台的优势,因为实现了3D性而不依赖于集或水凝胶组件,这是不可能的在天然组织中,它们具有组织样密度,具有高度组织的细胞特征,例如细胞间紧密连接和微血管网络。

此外,医疗应用的增材制造很可能是非常有利可图的,一份报告显示它可能会变成一个20亿美元的产业,生物打印公司正在争先恐后地出现。随着它的ExVive人造组织全力以赴,它可能成为行业的领导者之一。Organovo的收入在过去三年中一直在攀升,尤其是在组织研究的应用仍然强劲的情况下。由于该公司与世界上最大的制药公司之一默克公司的持续合作,过去几年的合作和赠款带来了收入。

国会议员斯科特·彼得斯访问Organovo实验室

他们说,他们的目标是“建立活体人体组织,这些组织被证明像天然组织一样,具有可再现的3D组织,准确地代表人类生物学。”虽然他们目前的产品主要围绕提供用于药物测试的体外组织模型,正在积极投资开发准备移植的人造器官。肝脏是体内唯一可以通过替换丢失或受损组织而再生的器官然而,如果肝脏衰竭,大多数人开始漫长的等待过程,希望通过移植接受全部或部分器官。Organovo正试图缩短等待时间,帮助数百万人。然而,在肝脏移植的五年内,25%的患者平均死亡,10年内,35%至40%死亡。这意味着排斥率非常高,那么公司将来如何帮助身体接受3D生成的组织呢?

这是推动技术和医疗界发展的公司面临的重大挑战之一。也许,就像科学家教导身体接受新器官一样,他们可以帮助它接受它自己的“修饰”细胞。尽管该公司对他们的研究保持谨慎的态度,但毫无疑问,很多人正在等待有关3D打印的“类器官”的新闻,这些有机体可能有朝一日取代器官移植。

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