Frontier Bio的RESPIRE 3D打印肺技術(shù)：開啟呼吸系統(tǒng)疾病治療與器官移植新篇章

2024年10月，南極熊獲悉，加州生物科技公司Frontier Bio Corporation宣布，通過結(jié)合3D生物打印技術(shù)與干細(xì)胞自我組裝能力，成功模擬自然器官生長過程，創(chuàng)造出復(fù)雜的微型肺組織，這項(xiàng)突破性的技術(shù)有望為呼吸系統(tǒng)疾病治療及器官移植領(lǐng)域帶來革命性的進(jìn)步！


在臨床前藥物研發(fā)階段，動物實(shí)驗(yàn)雖是常規(guī)手段，但因其難以準(zhǔn)確反映人體生理特征，導(dǎo)致許多藥物在進(jìn)入人體試驗(yàn)時成功率較低。為此，F(xiàn)rontier Bio致力于開發(fā)實(shí)驗(yàn)室培育的人類肺組織作為替代方案，旨在構(gòu)建更為精準(zhǔn)的藥物測試模型，提高藥物從實(shí)驗(yàn)室向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的成功率。

Frontier Bio研發(fā)了RESPIRE 3D打印肺技術(shù)，肺組織模型采用肺部多種細(xì)胞類型，包括具有高度可塑性的干細(xì)胞，并與專有生物材料混合，通過先進(jìn)的3D生物打印技術(shù)形成特定的組織結(jié)構(gòu)。借助這一技術(shù)，F(xiàn)rontier Bio不僅實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的自我組織，構(gòu)建出包含細(xì)支氣管和肺泡在內(nèi)的復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)，而且這些細(xì)胞還能自發(fā)產(chǎn)生黏液和表面活性劑，模仿真實(shí)肺組織的功能。

Frontier Bio轉(zhuǎn)化研究負(fù)責(zé)人Victoria-Elisabeth Gruber指出：“我們迫切需要更準(zhǔn)確的肺組織模型來有效測試新藥，我們的技術(shù)正是為了滿足這一需求而生。”


△Frontier Bio實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肺組織（左圖）是通過生物打印結(jié)合組織自我組裝的方式制造出來的（長約1cm）。在顯微鏡下，可以觀察到復(fù)雜的肺泡空氣囊微結(jié)構(gòu)（中右圖）。

此外，實(shí)驗(yàn)室培育的肺組織模型為研究諸如肺癌、肺纖維化、慢性阻塞性肺病(COPD)和新冠病毒肺炎等疾病提供了寶貴平臺，助力科學(xué)家們開發(fā)出針對這一龐大市場的新型療法。同時，這項(xiàng)技術(shù)也為未來器官移植領(lǐng)域的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


△Frontier Bio的RESPIRE 3D打印肺介于簡單的體外呼吸模型（如類器官和器官芯片）與完整動物之間，是一種完全模擬遠(yuǎn)端肺部結(jié)構(gòu)的模型，包含支氣管、肺泡上皮細(xì)胞以及相應(yīng)的間質(zhì)和血管細(xì)胞。由于使用的是人類細(xì)胞，因此RESPIRE模型在模擬人體反應(yīng)方面表現(xiàn)得更為出色，尤其適用于那些動物模型無法充分再現(xiàn)人類反應(yīng)的研究場景，比如病毒感染的研究。

Frontier Bio首席執(zhí)行官Eric Bennett表示：“這項(xiàng)技術(shù)有可能徹底改變肺移植的局面，為眾多等待救治的患者帶來希望。”



Frontier Bio的創(chuàng)新不僅限于肺部組織，其技術(shù)在其他多種組織和器官的應(yīng)用上也展現(xiàn)出巨大潛力。公司現(xiàn)正積極尋找合作伙伴，共同推動這一先進(jìn)技術(shù)在治療性和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。著名遺傳學(xué)家、Frontier Bio顧問George Church對此評價說：“Frontier Bio不僅僅是在創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人體組織，它們正引領(lǐng)著一個新時代的到來——在這個時代，我們將不再依賴器官捐獻(xiàn)者，也不再需要動物實(shí)驗(yàn)�！�