科学者が3Dバイオを実証

2023 年 6 月 9 日

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ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン著

ロンドンのNIHRグレート・オーモンド・ストリート病院生物医学研究センター（GOSHとUCLの共同研究）とイタリアのパドバ大学の科学者らは、ヒドロゲル内で成長する「ミニ臓器」の内部で3Dプリンティングをどのように実現できるかを初めて示した。 —その形状、活動を制御し、さらには組織を強制的に「カビ」に成長させます。

これは、チームが細胞や臓器をより正確に研究し、臓器や病気の現実的なモデルを作成し、がんがさまざまな組織にどのように広がるかをさらに深く理解するのに役立ちます。

ザイード研究センター (グレート オーモンド ストリート病院 (GOSH)、GOSH 慈善団体、ユニバーシティ カレッジ ロンドン グレート オーモンド ストリート小児保健研究所 (UCL GOS ICH) のパートナーシップ) の特に有望な研究分野は、オルガノイド科学、つまり、胃、腸、肺などの臓器のミクロ版。

しかし、この組織はほとんどの場合、制御されない方法で成長し、自然に存在する器官の複雑な構造を表しません。 臓器の形状や構造は、胃、肺、心臓などの細胞構成と同じくらい重要であるため、これは特に重要です。

この研究は、科学者が既存のゲル内に固体構造を作成し、リアルタイムで特定のパターンを固化し、高性能の顕微鏡からの光を使用してゲル内で成長するオルガノイドを特定の構造に誘導する方法を示しています。 これは、成長中のミニ臓器またはオルガノイド全体のあらゆる細胞が、特異的かつ正確な方法で成長することを意味します。

『Nature Communications』に掲載されたこの論文は、例えば妊娠初期に発症する多くの奇形など、臓器が正しく成長しない場合に、臓器の機能に何が起こるかを研究チームがどのように再現して研究したいかを示している。

研究チームは、この研究によって病気のより良いモデルが作成され、研究の信頼性が高まり、結果の質が向上し、動物研究の必要性がいつか減ることを期待している。 この研究は、生体器官に生物学的に正確な「パッチ」を適用することによる治療にもつながる可能性がある。

「印刷」の使用例:

研究の共同主著者であるUCL GOS ICHのジョバンニ・ジョッベ博士は、「ポリマーゲルの小さいながらも入念な調整により、これらの正確な構造が目の前で形成され始めるのを見るのは驚くべきことです。私たちは本当に興奮しています」と述べた。これが人間の病気の理解と、いつかは治療につながる可能性があることを知るためです。」

パドバ大学のアンナ・ウルシウオロ博士であり、小児科研究所の神経筋工学研究室の責任者は、「この研究は、生物医学研究で爆発的に増えている学際的なアプローチの進歩の例となる。臓器のモデルを再現する能力」と述べた。研究室では、科学者が健康な組織と病気の組織や器官の複雑さを実験台で再現するのに役立つ技術の開発が、トランスレーショナル医療が次の将来にどのように変化するかの始まりです/」

GOSH の小児外科医、UCL GOS ICH の小児外科学教授、NIHR GOSH BRC の組織工学および再生医療テーマの共同リーダーであるパオロ・デ・コッピ教授は次のように述べています。私たちの研究を改善し、患者に利益をもたらすために、学際的な国際チームが協力します。」

「英国のオルガノイド研究を専門とするGOSHとUCLのチームが、ゲルプリンティングの設計と応用を専門とするイタリアのチームと協力して、この信じられないほど美しい研究を実現させました。これは研究室に影響を与えるでしょう」に基づいた研究は病気についての理解を深めるだけでなく、入院患者での使用や治療にもつながる可能性があります。」

この研究の次のステップは、これらの制御され、成形され、指示されたミニ臓器を研究して、それらが実際の臓器や体内の状態をどのように模倣できるかをより深く理解することです。

詳しくは： Anna Urciuolo et al、オルガノイドおよび器官型培養のガイダンスおよび制御のためのヒドロゲル内ヒドロゲルライブバイオプリンティング、Nature Communications (2023)。 DOI: 10.1038/s41467-023-37953-4

雑誌情報:ネイチャーコミュニケーションズ

ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン提供