アストン大学はBBSRCから61万ポンドを受け取り、Quantum X 3Dバイオプリンターを導入

2023年12月18日、アンタークティック・ベアは、アストン大学が、バイオテクノロジー・生物科学研究評議会（BBSRC）から612,176ポンドの助成金を受けたBICO企業NanoscribeとCELLINKの共同製品である最先端のQuantum X 3Dバイオプリンターを受け取ることを知りました。助成金を授与されたチームは、アストン大学薬学部のライン・パリ教授が率いており、同教授は中期バイオサイエンス研究施設向けBBSRCのALERT 2022資金提供公募の申請者の一人である。
Quantum X 3D バイオプリンターにより、研究者は脳や肝臓など人体の主要な臓器の細胞構造を印刷できるようになります。脳内のニューロンのような細胞の構造と向きは、細胞がどのように相互作用し、接続するかに影響するため、細胞や組織を 3D プリントできれば、研究者はそれらをよりよく研究し、体の働きをより深く理解できるようになります。

Quantum X bio は、2 光子重合 (2PP) を使用して、極めて高い精度で 3D 構造を印刷します。 2PP 重合プロセスでは、レーザーが感光性液体に集中され、レーザービームの照射下で固体に重合します。レーザーを液体内で 3 次元的に移動させて、目的の固体構造を作成します。残った液体を洗い流すと、構造物は使用できるようになります。 Quantum X bio は生体適合性ポリマーを使用して、最小 200 nm のサイズの特徴を含む構造を印刷し、多くの新しい研究分野を開拓します。
パリ教授とともに資金提供提案に取り組んでいるアストン大学の他の研究者には、生物科学部のロザリン・ビル教授、エマ・シェパード博士、フィリップ・キッチン博士、ジョン・シムズ博士、アストン薬学部のクレイグ・ラッセル博士、ネイサン・スレイ博士などがいる。工学・物理科学学部のポール・グレットン教授とエディク・ラファイロフ教授もチームの一員です。
パリ教授は、アストロサイトと呼ばれる人間の脳細胞のネットワークの成長を促すために、3Dプリント構造を作成するチームを率いる予定だ。標準的な 2D 培養では、アストロサイトは無秩序なネットワークに成長しますが、バイオプリンターを使用すると、研究者は脳に見られるような、より秩序だったネットワークを作成できるようになります。研究チームは、睡眠やシナプス可塑性といった記憶や学習に重要だと考えられているメカニズムなど、脳機能におけるアストロサイトの役割を研究できるようになる。
ビル教授は血液脳関門を研究します。これが破壊されると、病原体、神経毒、その他の物質が脳に侵入し、免疫反応や炎症反応を引き起こす可能性があります。年齢を重ねるにつれて、このバリアの破壊はより一般的になり、脳の退化につながる可能性があります。ビール教授とそのチームは、血液脳関門の重要な機能をより深く研究するために、血液脳関門のモデルを効果的に「印刷」する予定です。
シェパード博士は、肝臓と血液細胞の間にバリアを形成し、酸素や代謝物などの物質が通過できる窓と呼ばれる穴を含む類洞内皮細胞（LSEC）と呼ばれるタイプの肝細胞の柔らかい3Dモデルを印刷します。加齢や特定の病気により、この重要なウィンドウ機能が失われ、肝機能が低下する可能性があります。これらのモデルにより、シェパード博士は窓形成の生物学を研究できるようになります。
△ Nanoscribe IPX-Q で作られた有機メッシュ: Quantum X bio は、この膜のように、マイクロメートルの特徴を持つミリメートル規模の部品を製造することができます。孔サイズは 50 µm 近く、特徴サイズは約 30 µm です。アプリケーションは、インプラントから 3D 膜、血液脳関門モデル、細胞移動および増殖研究、神経修復用の足場まで多岐にわたります。出典: Nanoscribe。
ラッセル博士は、角膜に焦点を当てて、眼に薬剤を送達するためのモデルを開発する予定です。 2PP プロセスにより、組織層や涙液膜を含む角膜の層、つまり事実上「チップ上の角膜」を複製して、薬物がどのように輸送されるかを研究できるようになります。
シムズ博士は、体内の細胞外の分子を検知し、細胞内の細胞反応を活性化する、Gタンパク質共役受容体（GPCR）と呼ばれる細胞表面のタンパク質を研究します。最近、GPCR は磁力などの機械的刺激にも反応することが示されており、これは機械感受性と呼ばれる機能です。 GPCR は重要な薬剤ターゲットであり、シムズ博士は Quantum Xbio を使用して GPCR が埋め込まれたカスタム細胞壁を印刷し、機械感受性を研究することで、薬剤発見の新たな道を切り開く可能性があります。
パリ教授は、Quantum Xbio の導入により研究協力が促進され、細胞生物学、臓器チップ、マイクロ流体工学などの分野の科学コミュニティが結集して知識を共有できるようになると期待しています。このシステムの導入により、同大学工学部の高度プロトタイピング施設であるアストンにおける 3D プリントの専門知識が補完され、強化されることになります。
△ Advanced BioMatrix のヒアルロン酸 (HA) を使用した印刷: Quantum X bio は、温度と湿度が制御された無菌環境を通じて、ハイドロゲルやその他のカスタム材料の印刷をサポートします。 HA で印刷された 2.5D 形態は、均一な構造の膜からランダムな構造の膜まで、設計の自由度と柔軟性を実証します。出典: Nanoscribe。
パリ教授は次のように語っています。「この新しいバイオプリンターは、アストン大学とウェストミッドランズ全域での3Dプリント能力を変革し、生物学と組織工学の基礎研究における新たな発見を可能にします。」
Quantum X bio は、Nanoscribe が英国で導入する初のバイオプリンターであり、バーミンガム、ラフバラー、ノッティンガム、レスター、ウォーリックなど、革新的なミッドランド地方の大学の幅広い研究コミュニティに提供される予定です。アストン大学は、プリンターと関連する細胞培養設備を収容するための、管理された環境を備えた部屋を準備しています。バイオプリンターは2024年4月までに稼働する予定だ。
CELLINKのCEO、セシリア・エデボ氏は次のように語っています。「私たちの使命の中心にあるのは、新たな科学的ブレークスルーを促進する最先端のバイオプリンティング技術へのアクセスを研究者に提供するというコミットメントです。アストン大学によるQuantum X bioの買収は、組織工学と創薬研究の進歩に向けた英国の研究にとって大きな前進となります。私たちは、BICOグループの一員であるNanoscribeとともに研究コミュニティを継続的にサポートできることを嬉しく思っており、この画期的な技術を使用することで間違いなく生まれるであろう素晴らしい結果を目の当たりにすることを楽しみにしています。」

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