巴西研究人员利用人类的血细胞成功获得了肝类器官(“微型肝脏”)，这些类器官具有肝脏的所有典型功能，例如产生重要的蛋白质，储存维生素和分泌胆汁等。该创新技术仅需90天即可在实验室中生产肝组织，并且将来有可能成为器官移植的替代选择。

该研究是在人类基因组和干细胞研究中心(HUG-CELL)上进行的。HUG-CELL由圣保罗大学(USP)托管，是由圣保罗研究基金会(FAPESP)资助的研究，创新和传播中心(RIDC)之一。

这项研究结合了生物工程技术，例如细胞重编程和多能干细胞的培养，以及3D生物打印。由于这种策略，生物打印机产生的组织维持肝功能的时间比以前研究中其他小组报告的时间更长。

“在获得完整的器官之前，尚待完成更多的阶段，但我们正朝着极有希望的结果迈进。在不久的将来，无需等待器官移植，就有可能从中获得细胞。HUG-CELL主任兼该论文的最后作者Mayana Zatz说，另一个重要的优点是，由于细胞来自患者，因此排斥的可能性为零。生物制造。

该研究的创新部分在于如何将细胞包含在3D打印机中用于生产组织的生物墨水中。USP研究所的博士后研究员Ernesto Goulart说：“我们不是打印单个细胞，而是开发了一种在打印之前将它们分组的方法。这些“团”或细胞组成了组织，并保持了更长的功能。的第一作者，文章的第一作者。

因此，研究人员避免了大多数人类组织生物打印技术所面临的问题，即细胞之间逐渐失去接触并因此丧失组织功能。

当多能细胞转化为肝组织细胞(肝细胞，血管细胞和间充质细胞)时，该球状体的形成已经发生在分化过程中。Goulart告诉AgênciaFAPESP说：“我们从已经分组在一起的细胞开始了分化过程。将它们在搅拌下培养，然后自发形成组。”

90天内肝脏

研究人员表示，从患者血液采集到功能组织生产的完整过程大约需要90天，可分为三个阶段：分化，印刷和成熟。

最初，血细胞被重新编程以退回到干细胞的多能性特征阶段，成为诱导性多能干细胞(iPSC)。日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)因开发这项技术而获得了2012年诺贝尔医学奖。

下一阶段包括诱导分化为肝细胞。然后将球状体与生物墨水(一种类似水凝胶的液体)混合，然后打印出来。产生的结构在培养中成熟18天。

古拉特说：“印刷过程需要沿三个轴沉积球体，这对于材料增加体积并为组织提供适当的支撑是必不可少的。”凝胶状的生物墨水被交联，使结构更加坚硬，因此可以对其进行操纵甚至缝合。”

用于打印活体组织的大多数可用方法都使用在水凝胶中的浸没和细胞分散，以概括微环境并确保组织功能。但是，实验表明，当逐个细胞进行分散时，往往会发生细胞接触和功能丧失的情况。

古拉特说：“对于细胞来说，这是一个创伤过程，需要时间来适应环境并获得功能。”“在这个阶段，它们还不是组织，因为它们分散了，但是正如我们的研究显示，它们已经具有清除血液中毒素，产生和分泌白蛋白(仅由肝脏产生的蛋白质)的能力。 ， 例如。”

在这项研究中，研究人员使用三名志愿者的血细胞作为原料开发了微型肝脏，并比较了与功能有关的标志物，例如维持细胞接触以及蛋白质产生和释放。Goulart说：“我们的球状体比单细胞分散体的球状体要好得多。正如预期的那样，在成熟过程中，肝功能的指标并未降低。”

尽管这项研究仅限于生产微型肝脏，但该技术将来仍可用于生产适合移植的完整器官。他说：“我们规模较小，但有了投资和利息，就可以轻松扩大规模。”