Csontprotézis a nyomtatóból - Úttörő fejlesztések a sejtnyomtatással a Pécsi Tudományegyetemen

A szövetnyomtatás vagy bioprinting elsőre futurisztikusan hangzó, de nagyon is aktuális kutatási terület, amely nemzetközileg is a figyelem középpontjában van. A Pécsi Tudományegyetemen, a Centre for Biomedical Engineering and Innovation keretében dolgozó kutatócsoport fontos, az egészségügy több területén hasznosítható újdonságokkal foglalkozik.

„Maga a szövetnyomtatás egy többlépcsős folyamat. Elsőként egy bioreaktorban, lényegében egy tápoldattal teli, gondosan szabályozott körülményeket biztosító tartályban kitenyésztjük és szaporítjuk a felhasználni kívánt sejteket. A bioreaktor előnye a megszokott, lapos Petri-csészével szemben, hogy három dimenzióban láthatóak a sejtek és a tápoldat folyamatosan áramoltatható körülöttük. Az így előállított sejtek kerülnek a nyomtatóba. Nyomtatás után az előállított szöveteket, avagy több szövettípust is tartalmazó szervecskéket – tudományos nevükön organoidokat – ismét a bioreaktorban érleljük. Ez akár hónapokig is eltarthat annak érdekében, hogy a szöveti elemek egységet képezzenek és az emberi szervezetben megtalálható szövetekhez hasonló működésre legyenek képesek” – foglalta össze a technológiát Prof. Dr. Pongrácz Judit, a kutatócsoport vezetője.

A nyomtatott szövettenyészetek mind a klinikai alkalmazásban, mind a kutatásban fontos területet képviselnek. A pécsi csoport három fő fejlesztési irányra koncentrál. Közülük az egyik a gyógyszerkutatás. A mesterséges szövetek felépítésüket és viselkedésüket tekintve megegyeznek a természetes emberi szövetekkel, ezért alkalmasak toxikológiai vizsgálatokra és betegségek modellezésére. A vizsgált gyógyszermolekulák hatásai az emberi sejtek körülményei között figyelhetőek meg anélkül, hogy a hatóanyag fejlesztésének ezen szakaszában állatokon kellene kísérletezni. Mivel az emberi gyógyszerreakciók sok esetben különböznek az állatokétól, ezért az emberi szöveteken tesztelt gyógyszerek biztonságosabbak is, a későbbi klinikai kipróbálások során.

Bár az emberbe beültethető mesterséges szervek előállítása egyelőre még várat magára, a sérült csontok és porcok nyomtatott szövetekkel való helyettesítésének eljárása hamarosan készen áll a klinikai alkalmazásra. A pécsi kutatók technikailag képesek a betegből vett szövetmintából – ami lehet egyszerű zsírszövet – porccá vagy csonttá átalakuló sejttenyészetet előállítani és személyre szabott pótlást készíteni. Ez a betegek számára a lehető legjobb megoldás, hiszen szervezetüknek nem kell idegen anyagot befogadnia.

Hasonló eljárással a daganatos betegekből kinyert rákos sejtekből is kitenyészthetőek különféle szervecskék. Az onkológusok ezeken akár nagyszámú potenciális kezelési módot ki tudnak próbálni, gondosan megfigyelve azok hatását nemcsak a beteg, hanem az egészséges sejtekre is. A tapasztalatok alapján választhatják ki a legmegfelelőbb gyógymódot és azzal kezdhetik meg a beteg tényleges terápiáját.

A Tématerületi Kiválósági Program keretében a bioprinting mellett további 14 kutatócsoport működik a Pécsi Tudományegyetemen. Az ezekben dolgozó orvosok és mérnökök az egészségügyi és műszaki tudományok határterületein keresik azokat az újszerű technológiai megoldásokat, amelyek képesek javítani a betegellátás színvonalát és segítenek életminőségünk megőrzésében.