Forscher an der Universität von São Paulo haben erfolgreich funktionale Mini-Lebern mit dem 3D-Drucker hergestellt. Diese weisen bereits einige Funktionen auf, die sonst nur „echte“ Lebern möglich machen. Wir stellen die frühen Forschungen der brasilianischen Wissenschaftler einmal vor.

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An der Universität von São Paulo haben Forscher des Humangenom- und Stammzellforschungszentrums (HUG-CELL) erfolgreich funktionierende 3D-gedruckte Mini-Lebern hergestellt, wie ein Online-Magazin berichtet. Diese können lebenswichtige Proteine produzieren, Vitamine speichern und Galle abscheiden. Es dauerte 90 Tage bis die mit dem 3D-Biodruck entstandenen Lebern fertig waren.

Vielversprechende Entwicklung

Forscher am Bioprinter
Bei diesem Projekt wurde mit einem Bioprinter von CELLINK gearbeitet (Bild © Daniel Antonio | Agencia FAPESP).

Die Reprogrammierung von Zellen und die Kultivierung pluripotenter Stammzellen mit dem Biodrucker spielten hierbei eine große Rolle. HUG-CELLs Forschungsprojekt ist vielversprechender als frühere Studien zu diesem Thema, da wesentlich längere Funktionszeiten der Organoide möglich sind. 2017 erhielt das indische Unternehmen Pandorum Technologies für den 3D-Druck von menschlichem Lebergewebe den Top Innovator Award.

Mayana Zatz, Direktorin von HUG-CELL, erklärt, dass es noch viele Etappen zu erreichen gilt, bis ein vollständiges Organ entsteht. Wenn es wie geplant funktioniert, dann muss man künftig nur noch dem Patienten, die auf eine neue Leber warten, Zellen entnehmen, diese neu programmieren, und im Labor eine neue Leber herstellen. Das würde auch das Abstoßungsrisiko gegen Null senken, da es sich um eigene Zellen handelt. Forscher haben bei diesem Projekt Zellcluster, sogenannte Sphäroide, gedruckt und keine individualisierten Zellen, was für eine längere Funktionsfähigkeit sorgte.

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Der Druckprozess

Zuerst werden Blutzellen zu induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) umprogrammiert. Die Sphäroide der iPSCs werden zu Leberzellen. Die Zellklumpen werden mit einer Biotinte gemischt und mit der INKREDIBLE-Maschine von CELLINK 3D-gedruckt. Die Strukturen können reifen und werden 18 Tage lang kultiviert.

Die Sphäroide lagern an drei Achsen, damit das Material an Volumen gewinnt und das Gewebe richtig unterstützt. Durch die Biotinte werden die Strukturen steifer, sodass man sie manipulieren und nähen kann, erklärte Ernesto Goulart, Postdoktorand am USP Institute of Biosciences und Erstautor der Studie.

Laut Goulart müssen sich die Zellen an die neue Umgebung gewöhnen und können dann Funktionalität erlangen. Das dispergierte Ergebnis kann bereits Blut von Toxinen befreien und Albumin produzieren, ein Protein, das nur von der Leber hergestellt wird. Die Leberfunktionalitäten der Mini-Leber sind denen einzelliger dispergierter Organoide deutlich überlegen.

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