Ludzkie tkanki drukowane w biodrukarce 3D zrewolucjonizują proces testowania nowych leków
Tworzenie nowych leków jest drogie. Około 96 % wszystkich leków na raka zostaje odrzuconych na etapie badań klinicznych z udziałem ludzi, przez co firmy farmaceutyczne tracą 2,5 miliarda euro na każdym leku. „Wysoki stopień niepowodzenia spowodowany jest brakiem niezawodnego modelu przedklinicznego, który byłby w stanie dokładnie przewidzieć skutek, jaki lek wywierać będzie na prawdziwe ludzkie ciało”, stwierdza Valentina Menozzi, dyrektor ds. technologii i współzałożycielka firmy Prometheus SRL. Skład komórek wykorzystywanych w testach laboratoryjnych – najpierw w sztucznych tkankach, a następnie u zwierząt – często różni się od składu ludzkich komórek w badaniach klinicznych. Oznacza to, że leki oddziałują na ludzi w nieprzewidywalny sposób. Menozzi i jej zespół pracujący nad projektem 3DLT finansowanym w ramach Horyzontu 2020 znaleźli sposób, aby firmy farmaceutyczne i koncerny kosmetyczne mogły obniżyć koszty badań i rozwoju, korzystając z wydajniejszego procesu i ograniczając testy na zwierzętach. Firma Prometheus SRL opracowała technologię biodrukowania 3D, która jako tusz wykorzystuje żywe ludzkie komórki, a następnie drukuje tkanki bardzo zbliżone do ludzkich. Tkanki wydrukowane w laboratorium można wykorzystywać do testowania nowych leków, a nawet do zastępowania uszkodzonych lub chorych tkanek w ciele. Badacze z projektu 3DLT pracowali nad utworzeniem trójwymiarowego węzła chłonnego, który zostanie wykorzystany do testowania nowych immunoterapii w celu zwalczania raka. Taki węzeł chłonny, nazwany 3DLN, funkcjonuje bardzo podobnie do ludzkiego węzła chłonnego. Składa się on z komórek odpornościowych i nowotworowych, aby odwzorować sposób, w jaki komórki odpornościowe aktywują się, by walczyć z rakiem. „Technicznie rzecz biorąc, wykazaliśmy już, że nasz system produkcji 3DLN jest w stanie utrzymać duży procent komórek przy życiu, aż 96 %, zamiast korzystać z powszechnie stosowanych technik tworzenia trójwymiarowych konstrukcji”, wyjaśnia Menozzi.
Drukowanie tkanek
Biodrukarka firmy Prometheus jest w stanie utrzymać komórki żywe podczas procesu drukowania; kontroluje też skład komórek w wysokiej rozdzielczości. Dobierając starannie określone biomateriały, drukarka może odtworzyć tkankę, która będzie niemal identyczna co materiał źródłowy. Skład, funkcja i struktura są takie same jak w przypadku ludzkich węzłów chłonnych, zaś drukowanie oznacza możliwość wyprodukowania dużych ilości, co pozwala ograniczać koszty i szkodliwość związane z innymi metodami. Wykorzystanie tkanek wydrukowanych w laboratorium eliminuje wątpliwości natury etycznej występujące w przypadku testów na zwierzętach. „Trójwymiarowy węzeł chłonny firmy Prometheus może stanowić ważny przełom technologiczny w dziedzinie immunoonkologii, zważywszy że do teraz firmy farmaceutyczne mogły testować leki wyłącznie na modelach zwierzęcych lub aglomeratach komórkowych (sferoidach), znacznie ograniczonych w porównaniu z ludzkim organizmem”, stwierdza Menozzi.
Nadchodzi nowe
Innym potencjalnym zastosowaniem 3DLN jest medycyna regeneracyjna: zastępowanie uszkodzonych ludzkich węzłów chłonnych. Zastępowanie węzłów chłonnych zaatakowanych przez nowotwór może pomóc powstrzymać rozprzestrzenianie się nowotworu w ciele oraz łagodzić ból odczuwany przez pacjentów. „Jeszcze przed przeprowadzeniem studium wykonalności wiedzieliśmy, jak ważne jest opracowanie nowego, niezawodnego i predykcyjnego systemu badań nad rakiem, jednak po rozmowach z dużymi firmami farmaceutycznymi opracowującymi nowe leki oraz z lekarzami testującymi nowe sposoby leczenia raka jesteśmy zaskoczeni, jak duże było tu zapotrzebowanie rynkowe i jak rozległe możliwości”, dodaje Menozzi. Obecnie twórcy projektu 3DLT testują niezawodność drukowanego węzła chłonnego w innych modelach przedklinicznych mających na celu sprawdzenie skuteczności nowych leków. „Następnie zajmiemy się uprzemysłowieniem procesu produkcji, aby uczynić go atrakcyjnym cenowo w przypadku produkcji na dużą skalę”, oznajmia Menozzi.
Słowa kluczowe
3DLT, węzeł chłonny, biodrukowanie, leki, testowanie, zwierzę, rynek
