Die Duke University startet ein 3,2 Millionen US-Dollar teures Projekt zum 3D-Druck einer lebenden Lunge

Laut der Duke University School of Medicine hat ein Team unter der gemeinsamen Leitung von Julia Oh, PhD, Mikrobiologin und Professorin für integrative Immunbiologie an der Duke School of Medicine, und Ibrahim Ozbolat, PhD, von der Penn State University, vom National Institutes of Health eine vierjährige Förderung in Höhe von 3,2 Millionen US-Dollar erhalten, um zu untersuchen, wie verschiedene Bakterien mit dem Grippevirus im menschlichen Lungengewebe interagieren. Dazu wird ein 3D-gedrucktes Lungenmodell verwendet, das die Funktion echter Lungen genau nachahmt.

„Forscher untersuchen seit langem die Auswirkungen des Grippevirus auf die Lunge, aber wir wissen nicht, wie sich die Zugabe verschiedener Bakterienstämme auf das Ergebnis auswirkt“, sagte Oh, die Projektleiterin. „Das Mikrobiom der Atemwege variiert stark von Mensch zu Mensch, und uns fehlten bisher Modelle, die diese Komplexität widerspiegeln.“

Das Team wird ein in Ozbolats Labor entwickeltes 3D-biogedrucktes Lungenmodell verwenden. Die winzigen Gewebe, die aus Stammzellen gewonnenen Lungenzellen bestehen, können wie echte Lungen beatmet werden, sodass Wissenschaftler Viren und Mikroben hinzufügen und Infektionen in Echtzeit beobachten können.

„Dank der Präzision des Bioprintings können wir winzige, atmende Lungenbläschen nachbilden, die sich wie natürliches Gewebe verhalten“, so Ozbolat. „Dies ist das erste Mal, dass ein dynamisches 3D-Lungenmodell zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Viren und Bakterien eingesetzt wird.“

Das Team von Ozbolat wird das Gewebe an der Penn State University herstellen, während die Gruppe um Oh an der Duke University Influenza und ausgewählte Mikroben einbringen wird. Mithilfe von Multiomik und fortschrittlicher Bildgebung wollen sie herausfinden, warum manche Koinfektionen die Krankheit verschlimmern und warum andere möglicherweise die Immunabwehr stärken.

Da Influenza so weit verbreitet ist, könnten die Ergebnisse laut den Forschern in zukünftige Impfstoffe und Behandlungen einfließen – und die Plattform könnte die Erforschung von Atemwegserkrankungen revolutionieren, ohne dass Tiermodelle oder Infektionen beim Menschen erforderlich sind.

Zum Team gehören Mitarbeiter des Jackson Laboratory und des Nationwide Children’s Hospital.