Ricercatori dell’Università di Newcastle stampa in 3d con successo cornee umane da cellule staminali
Lo strato più esterno dell’occhio, la cornea, è molto importante in termini di visione focale, in quanto ci permette di vedere mentre la luce passa attraverso la retina. Ma con 10 milioni di persone in tutto il mondo che necessitano di un intervento chirurgico in grado di prevenire la cecità corneale derivante da malattie e disturbi infettivi come il tracoma, e quasi 5 milioni che soffrono già di cecità totale a causa di cicatrici corneali da abrasioni, ustioni e lacerazioni, non ci sono abbastanza cornee per i pazienti da trapiantare. Le cornee stampate in 3D , ricavate da cellule staminali umane , sembrano essere il modo migliore per risolvere questo problema, e un gruppo di ricerca dell’Università di Newcastle nel Regno Unito è riuscito a fare proprio questo.
L’abstract dice: “Il trapianto di cornea costituisce uno dei trattamenti principali per i casi gravi di perdita della funzione corneale. A causa dei suoi limiti, gli ingegneri dei tessuti hanno compiuto uno sforzo concertato per produrre protesi corneali funzionali e sintetiche come alternativa. Tuttavia, la traduzione di successo di queste terapie nella clinica non è stata ancora completata. Il bioprinting 3D è una tecnologia emergente che può essere sfruttata per la fabbricazione di tessuti biologici per applicazioni cliniche. Abbiamo applicato questo all’area dell’ingegneria del tessuto corneale al fine di fabbricare strutture corneali che assomigliavano alla struttura dello stroma corneale umano nativo utilizzando un modello 3D digitale corneale umano esistente e una struttura di supporto adeguata. Questi sono stati bioprintessi in 3D da un bioinchiostro a base di collagene contenente cheratociti corneali incapsulati. I cheratociti hanno mostrato un’elevata vitalità cellulare sia al primo giorno dopo la stampa (> 90%) sia al giorno 7 (83%). Abbiamo stabilito che la bio-stampa 3D è un metodo fattibile con cui possono essere progettate strutture corneali artificiali. ”
(LR) Il Dr. Steve Swioklo con il Prof. Che Connon come cornea è stampato in 3D.
Il team ha mescolato le cellule staminali (cellule stromali corneali umane) da una cornea sana del donatore con collagene e alginato per creare un bioink stampabile 3D, che è stato in grado di stampare in 3D in cerchi concentrici, in meno di 10 minuti, per formare una cornea umana .
“Molte squadre in tutto il mondo hanno inseguito il bio-inchiostro ideale per rendere possibile questo processo”, ha affermato il professor Connon, il leader del team.
“Il nostro gel unico – una combinazione di alginato e collagene – mantiene in vita le cellule staminali mentre produce un materiale abbastanza rigido da reggere la sua forma ma abbastanza morbido da essere schiacciato dall’ugello di una stampante 3D.
“Questo si basa sul nostro lavoro precedente in cui abbiamo tenuto le cellule vive per settimane a temperatura ambiente all’interno di un idrogel simile. Ora disponiamo di cellule staminali contenenti bio-inchiostro pronte all’uso che consentono agli utenti di iniziare a stampare i tessuti senza doversi preoccupare di far crescere le cellule separatamente. ”
Sembra che questo bioink di cellule staminali sia stato stampato in 3D sulla stampante Inkredible 3Ddi CELLINK , che è noto come il primo bioprinter con tecnologia a camera pulita. Inkredible ha un prezzo di $ 5.000 e utilizza un sistema pneumatico di estrusione per garantire che le cellule rimangano vitali.
Una volta che il bioink è stato stampato con successo in 3D a forma di cornea, la ricerca mostra che le cellule staminali sono state in grado di crescere, o cultura, attorno a questo impalcatura. Ciò significa che un giorno potrebbe essere utilizzato il metodo innovativo per garantire una fornitura illimitata di cornee stampate in 3D.
Inoltre, il team di ricerca di Newcastle ha anche dimostrato di poter stampare in 3D una cornea che corrisponderebbe alle specifiche univoche di un paziente.
“Le nostre cornee stampate in 3D dovranno ora essere sottoposte a ulteriori test e ci vorranno diversi anni prima che potremmo trovarci nella posizione in cui li stiamo utilizzando per i trapianti”, ha affermato il professor Connon.
“Tuttavia, ciò che abbiamo dimostrato è che è possibile stampare cornee usando le coordinate prese da un occhio paziente e che questo approccio ha il potenziale per combattere la carenza mondiale”.
Le dimensioni del tessuto stampato in 3D sono state prese da una vera cornea umana. I ricercatori hanno scansionato l’occhio del paziente e sono stati quindi in grado di utilizzare i dati di scansione per stampare rapidamente una cornea 3D che corrisponde alla forma e alle dimensioni della cornea effettiva del paziente.