Масштабируемое производство высококачественных органоидов: инновационная платформа с использованием 3D-инженерной нановолоконной мембраны
Исследовательская группа успешно разработала платформу для масштабируемого и однородного производства функциональных органоидов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Органоиды — это трёхмерные клеточные структуры, воспроизводящие функции человеческих органов. Они перспективны для изучения развития органов, моделирования заболеваний и регенеративной медицины. Однако их неоднородность и низкая воспроизводимость затрудняют масштабируемое производство, ограничивая применение в клинических испытаниях и разработке лекарств. Существующие технологии не удовлетворяют промышленным требованиям по масштабу.
Для решения этих проблем команда создала платформу UniMat (Uniform and Mature Organoid Culture Platform). Её основа — трёхмерная инженерная мембрана из сверхтонких нановолокон (примерно в 200 раз тоньше человеческого волоса). Эта структура обеспечивает:
- Равномерное формирование органоидов.
- Улучшенную доставку питательных веществ и факторов дифференцировки за счёт проницаемости материала, что критически важно для созревания органоидов.
С помощью UniMat из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток были успешно получены почечные органоиды. Они обладали структурами нефронов и кровеносных сосудов, сходными с человеческой почкой, демонстрировали стабильное качество и высокую производственную эффективность. На платформе также создали модель поликистозной болезни почек, показав потенциал для стандартизированного моделирования заболеваний и оценки лекарств.
Исследование провели профессор Донг Сунг Ким и исследователь Дохуи Ким (кафедра машиностроения POSTECH) в сотрудничестве с профессором Тэ-Ын Пак и исследователем Хёнджи Лим (кафедра биомедицинской инженерии UNIST).
Профессор Ким (POSTECH) о значимости работы: «Эти результаты не только ускорят исследования на органоидах, требующие высокой воспроизводимости и надёжности, но и внесут вклад в развитие альтернативных методов тестирования, приходящих на смену опытам на животных. Решив проблемы обеспечения качества и масштабируемости производства с помощью UniMat, мы заложили основу для практического применения органоидов в клинической и фармацевтической отраслях».