3Д Биопринтинг Солюшенс: первая биопечать

Российская лаборатория биотехнологических исследований «3Д Биопринтинг Солюшенс», являющаяся инновационной компанией в составе группы INVITRO, первой напечатала органный конструкт щитовидной железы мыши.

Об этом заявил 13 марта 2015 года руководитель лаборатории Владимир Миронов во время своей лекции «Первый напечатанный орган» в Центре информационных технологий Ренато Арчер (CTI) в Бразилии.

Напомним, что первый отечественный биопринтер FABION был изобретён инновационной лабораторией «3Д Биопринтинг Солюшенс» и представлен широкой общественности осенью 2014 года.

– Существует определённая классификация структурной организации уровней иерархии живого, – говорит научный руководитель лаборатории, к.м.н. Владимир Миронов. – Это молекула, клетка, ткань, органы, органные системы и организм. То, что мы напечатали, не имеет места в данной классификации, поэтому мы дали собственное название – органный конструкт. Ткань – это группа клеток одного вида. Орган – это группа тканей. Созданная нами органная конструкция намного ближе к органу, чем к ткани, так как состоит из нескольких типов тканей, имеет васкуляризацию (сосуды) и функцию на уровне организма.

Александр Миронов отметил, что напечатанная органная конструкция щитовидной железы мыши также намного сложнее, чем так называемые тканевые органоподобные конструкции или органоиды, которые не имеют васкуляризации до имплантации. Это является принципиально важным отличием.

– Ставя перед собой высокие планки, команда лаборатории уже в который раз успешно достигает их в заявленные сроки. Для нас важно идти по назначенному пути и достигатьнамеченных целей и результатов, – заметил генеральный директор «3Д Биопринтинг Солюшенс» и один из основателей Независимой лаборатории INVITRO Александр Островский.

Биопечать прошла успешно, и теперь научной команде предстоит много исследовательской работы. Напечатанный конструкт необходимо пересадить лабораторному животному, которое будет находиться под неусыпным наблюдением специалистов. Процедура похожа на обычную: приживается и функционирует донорский орган в теле пациента. Итоговые данные будут оглашены не ранее конца 2015 года. Официальная презентация предварительных результатов по оценке функциональности органного конструкта, пересаженного лабораторному животному, планируется в июле 2015 года на Втором международном конгрессе по биопечати в Сингапуре.

– Это несомненный прорыв в области регенеративной медицины, – заявил Владимир Миронов. — Мы успешно продемонстрировали возможности первого российского биопринтера и продолжаем проводить работы по валидации, систематически тестируя и оптимизируя нашу технологию трёхмерной органной биопечати.

Он обратил внимание, что щитовидная железа была выбрана не случайно: она имеет относительно простое строение и является первым органом, пересаженным человеку. По данным ВОЗ, на сегодняшний день 665 млн человек в мире страдают патологиями щитовидной железы. При этом дисфункция щитовидной железы, вызванная онкологией, не позволяет решать проблему медикаментозным способом. По мнению хирургов-онкологов, биопринтинг органов – это единственный приемлемый способ обеспечения не только достойного уровня жизни для их пациентов, но и продления жизни вообще.

– Онкологическая хирургия является органоносящей хирургией, – отметил к.м.н, врач-онколог, пластический хирург, руководитель отделения микрохирургии МНИОИ им. П .А. Герцена Андрей Поляков. – То есть удаление органа, если он непарный, приводит к полной потере его функции. Трансплантация же донорских органов и тканей в онкологии невозможна. Это связано с тем, что пациентам нужно проводить иммуносупрессию (подавление иммунитета), что вызовет прогрессирование опухолевого процесса. Возможность же трансплантации органов и тканей, созданных методом 3Д-биопринтинга, позволит нам восстанавливать утраченные органы, восстанавливать их функции без проведения иммуносупрессивной терапии. Учитывая, что в России ежегодно проводится около 10 тысяч тиреоидэктомий (удалений щитовидной железы), а на учёте состоит порядка 140 тысяч пациентов, востребованность в подобных имплантациях крайне высока.

Помимо перспектив, открываемых 3Д-биопечатью в хирургии, биопринтинг уже сегодня уверенно выходит на коммерческие рельсы.

– На данный момент напечатанные трёхмерные органные конструкты активно используются фармакологическими компаниями для проведения токсикологических исследований свойств лекарственных препаратов», — рассказал исполнительный директор «3Д Биопринтинг Солюшенс» Юсеф Хесуани.

Сейчас в лаборатории приступили ко второму этапу исследований: проверке функциональности напечатанного конструкта щитовидной железы мыши.

– Для этого берутся аутбредные мыши линии CD-1, — говорит заведующая лабораторией клеточных технологий «3Д Биопринтинг Солюшенс» Елена Буланова. — У аутбредных животных минимальны вариации в морфологии и поведении. У мышей выключается функция щитовидной железы при помощи радиоактивного йода. В течение месяца мы будем наблюдать, действительно ли исходная щитовидная железа больше не функционирует. Будет проанализирована продукция гормона тироксина, которая должна упасть в разы после подавления функциональности щитовидки. После этого мы подсаживаем наш конструкт. Всего будет задействовано 12 животных: 6 контрольных – у которых не будет подсадки, и 6 — которым будет произведена подсадка. После этого мы будем ждать месяц, чтобы наш конструкт прижился и начал функционировать. Подсадка будет производиться под капсулу почки, чтобы не иметь проблем с иммунным ответом. Через месяц после подсадки делаем замеры уровня тироксина. Уровень тироксина должен вернуться к норме.

По словам Елены Булановой, команда надеется, что напечатанный конструкт полностью заменит по функциональности исходную щитовидную железу мыши.