A csontvelőt nehéz munka közben megfigyelni, a laboratóriumban újraalkotni pedig még nehezebb. A Paviai Egyetem kutatócsoportja ezért olyan anyaghoz fordult, amelyet az orvostudományban kevesen várnának: a selyemhernyók gubójából nyert selyemhez. Ebből lett az a biotinta, amellyel háromdimenziós csontvelőmodelleket nyomtatnak; ezek puhák, erősek és színt tudnak váltani. Segíteniük kell a csontbetegségek kutatását, a gyógyszerek tesztelését és a vérlemezkék előállítását — a végén pedig te is ellenőrizheted, mennyire emlékszel erre a selymes történetre.
Ha megvágod magad, a tested azonnal reagál: vérlemezkéket termel, amelyek segítik a vér alvadását. Ezt a folyamatot a megakariociták irányítják — a csontvelőben megbúvó óriássejtek. Gondoskodnak arról, hogy ne legyen hiány vérlemezkékből, amikor szükség van rájuk.
A baj az, hogy ez a mechanizmus nem mindig működik úgy, ahogy kellene. Megzavarhatja a leukémia, a vírusfertőzés vagy a vérbetegségek, és a beteg ilyenkor sérülékenyebbé válik. Ahhoz, hogy a tudósok hatékonyan kereshessenek kezelést, jól kell érteniük, mi zajlik a csontvelőben. Ehhez pedig megbízható modellre van szükségük.
Itt jön a képbe a SILKink projekt, amelyet az Európai Innovációs Tanács finanszíroz. A csapat egy olyan biotintanyomtató gépet épített, amely alapanyagként selymet használ. A készülék háromdimenziós csontvelőmodelleket hoz létre, amelyeket aztán élő sejtekkel lehet benépesíteni.
Az ilyen modellekkel tanulmányozhatók a csontbetegségek, és ex vivo, vagyis a testen kívül vérlemezkék is előállíthatók. Ez az újítás jelentősen erősítheti az európai orvosi kutatást, és testre szabott gyógyszerekhez és személyre szabott orvoslás kialakításához vezethet — ez az EU4Health stratégia egyik kulcsfontosságú célja.
A projektet Alessandra Balduini koordinálja az olaszországi Paviai Egyetem Molekuláris Orvostudományi Tanszékéről. Elmondása szerint „a projekt célja az volt, hogy selyemtintával kiderítsük, használhatjuk-e ezt a rendszert gyógyszerek vizsgálatára.”
Balduini és csapata évek óta fejleszt csontvelőmodelleket, és javítja mind a működési mechanizmusukat, mind a klinikai vonatkozásaikat. Pontosan tudják tehát, hol a probléma. A biotintának elegendő szerkezetet kell nyújtania ahhoz, hogy a megakariociták differenciálódni tudjanak. A meglévő modellek ezt elég jól teljesítik, de van egy hibájuk: nem elég puhák ahhoz, hogy hűen utánozzák az igazi csontvelőszövetet.
Ez nem csekélység. Ha a szerkezet nincs jól visszaadva, a sejtek stressznek vannak kitéve és károsodnak, ami megváltoztatja a DNS-üket. Ez elfedi a tesztelt gyógyszerek hatását, és megnehezíti a jó terápiák felismerését.
A kutatók a háziasított selyemhernyók gubójából nyert természetes szálat választották. Erre a célra a selyemnek több erőssége is van:
Az eredmény? A sejtek otthon érzik magukat ebben a környezetben. Balduini így magyarázza: „Mivel a csontvelőt utánozzuk, a sejtek a fiziológiáshoz hasonló állapotban vannak, ezért kevesebb a DNS-károsodás, kisebb a stressz, kevesebb a gyulladás. Így egy valódi rendszerben vizsgálható a gyógyszer hatása.”
A projekt egyik fő eredménye a Silk4B startup. A cég a csapat fejlett 3D csontvelőmodelljeit és a hozzájuk kapcsolódó selyemalapú termékeket forgalmazza. Kutatók, gyógyszeripari cégek és egyetemi műhelyek vásárolják világszerte.
„Lehetőséget adunk a kutatóknak, hogy olyan csontvelőmodelleket használjanak a kísérleteikhez, amelyekben igazán megbízhatnak” — jegyzi meg a koordinátor.
A csapat nem akar megállni ennél. A tinta színváltó képességet kapott, ami megkönnyíti a rendszerben bekövetkező változások leolvasását. Közben folytatódik a munka egy selyemalapú csontvelőplatformon, amely lehetővé tenné a transzfúzióhoz szükséges vérlemezkék tömeges előállítását.
A kutatók a modellek további felhasználási módjait is vizsgálják, például a betegek sejtjeinek tenyésztését és annak megfigyelését, hogyan reagálnak a gyógyszerekre. Remélik, hogy a rendszert végül klinikai környezetben is alkalmazzák majd, bár ez még néhány évre van.
Ez a történet jól mutatja, milyen közel kerültek ma egymáshoz a különböző területek. Van benne sejtbiológia, anyagtudomány, 3D nyomtatás, gyógyszerkutatás, a végén pedig üzlet. Egy egyetemi tanszéken született ötletből olyan vállalat lett, amelynek termékei a világ laboratóriumaiba jutnak el.
Ha biotechnológiát, orvostudományt, gyógyszerészetet vagy orvosi biomérnöki szakot tanulsz, érdemes észben tartanod egy dolgot: egy jó kutatási modell éppoly fontos lehet, mint maga a gyógyszer. Nélküle nehéz őszintén ellenőrizni, hogy egy terápia működik-e.
A Paviai Egyetem SILKink projektje selyem alapú biotintát hozott létre, amellyel háromdimenziós csontvelőmodelleket nyomtatnak. Puhák és erősek, ezért jobban utánozzák az igazi szövetet, és kevésbé terhelik a sejteket. Csontbetegségek vizsgálatára, gyógyszerek tesztelésére és vérlemezkék előállítására használják őket, és a Silk4B startup értékesíti. A klinikai alkalmazás azonban még néhány évre van.
5 kérdés · egy perc
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文