과학자들이 3D '바이오' 시연

2023년 6월 9일

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유니버시티 칼리지 런던

런던 NIHR 그레이트 오몬드 스트리트 병원 생의학 연구 센터(GOSH와 UCL 협력)와 이탈리아 파도바 대학의 과학자들은 하이드로겔에서 자라는 "미니 기관" 내에서 3D 프린팅이 어떻게 달성될 수 있는지 처음으로 보여주었습니다. —형태와 활동을 제어하고 심지어 조직이 "곰팡이"로 성장하도록 강제합니다.

이를 통해 팀은 세포와 장기를 보다 정확하게 연구하고, 장기와 질병에 대한 현실적인 모델을 만들고, 암이 다른 조직을 통해 어떻게 퍼지는지 더 잘 이해할 수 있습니다.

Zayed Center for Research(Great Ormond Street Hospital(GOSH), GOSH Charity 및 University College London Great Ormond Street Institute of Child Health(UCL GOS ICH) 간의 파트너십)의 특히 유망한 연구 분야는 오가노이드 과학입니다. 위, 내장, 폐와 같은 장기의 미세 버전.

그러나 이 조직은 거의 항상 통제되지 않은 방식으로 성장하며 자연적으로 발생하는 기관의 복잡한 구조를 나타내지 않습니다. 예를 들어 위, 폐, 심장 등 장기의 모양과 구조는 세포 구성만큼 중요하기 때문에 이는 특히 중요합니다.

이 연구는 과학자들이 어떻게 기존 겔 내에서 고체 구조를 만들어 특정 패턴을 실시간으로 굳힐 수 있는지, 그리고 고사양 현미경의 빛을 사용하여 겔에서 자라는 오가노이드를 특정 구조로 유도할 수 있는지를 보여줍니다. 이는 성장하는 소형 기관 또는 전체 오가노이드의 모든 세포가 구체적이고 정확한 방식으로 성장한다는 것을 의미합니다.

Nature Communications에 발표된 이 논문은 팀이 장기의 기능이 올바르게 성장하지 않을 때(예를 들어 임신 초기 단계에 발생하는 많은 기형) 기능에 어떤 일이 발생하는지 재현하고 연구하기를 희망하는 방법을 보여줍니다.

팀은 이 연구가 더 나은 질병 모델을 만들 수 있기를 바랍니다. 즉, 연구의 신뢰성이 높아지고 결과의 품질이 향상되며 동물 연구의 필요성이 언젠가 줄어들기를 바랍니다. 이 연구는 또한 살아있는 장기에 생물학적으로 정확한 '패치'를 전달함으로써 치료로 이어질 수도 있습니다.

'인쇄' 용도의 예:

연구 공동 저자이자 UCL GOS ICH의 Giovanni Giobbe 박사는 "폴리머 젤의 작지만 힘든 조정으로 인해 이러한 정확한 구조가 우리 눈앞에서 형성되기 시작하는 것을 보는 것은 놀라운 일이었습니다. 우리는 정말 기쁩니다. 이것이 인간의 질병과 언젠가는 치료에 대한 이해에서 우리를 어디로 데려갈 수 있는지 알아보기 위함입니다."

파도바 대학의 Anna Urciuolo 박사이자 소아과 연구소의 신경근 공학 연구소 소장은 "이 연구는 생물의학 연구에서 폭발적으로 증가하고 있는 다학문적 접근 방식의 발전을 보여주는 예입니다. 장기 모델을 재현하는 능력"이라고 말했습니다. 실험실에서 과학자들이 건강하고 질병에 걸린 조직과 기관의 복잡성을 요약하는 데 도움이 되는 기술의 개발은 중개 의학이 다음 미래에 어떻게 변화할 것인지에 대한 시작입니다/"

GOSH의 소아외과 의사이자 UCL GOS ICH의 소아외과 교수이자 NIHR GOSH BRC의 조직 공학 및 재생 의학 주제 공동 책임자인 Paolo De Coppi 교수는 "이번 연구는 우리가 어떻게 학제간, 국제적인 팀이 함께 협력하여 연구를 개선하고 환자에게 혜택을 제공합니다."