Frontier Bio entwickelt biogedrucktes komplexes Lungengewebe im Mikromaßstab
Durch die Kombination von 3D-Biodruck mit der Fähigkeit von Stammzellen, sich selbst zu organisieren, wird die natürliche Organentwicklung nachgeahmt
Durch die Kombination von 3D-Biodruck mit der Fähigkeit von Stammzellen, sich selbst zu organisieren, und der Nachahmung der natürlichen Organentwicklung hat das in Kalifornien ansässige Biotechnologieunternehmen Frontier Bio Corporation komplexes Lungengewebe im Mikromaßstab geschaffen. Diese Innovation ebnet den Weg für Fortschritte bei der Behandlung von Atemwegserkrankungen und Organtransplantationen.
Im Rahmen der präklinischen Arzneimittelentwicklung werden häufig Tierversuche durchgeführt, die jedoch die menschliche Biologie oft nicht genau abbilden, was zu hohen Ausfallraten bei Studien am Menschen führt. Frontier Bio entwickelt als Alternative im Labor gezüchtetes menschliches Lungengewebe, das ein genaueres Modell für die Arzneimittelentwicklung bietet und die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Umsetzung in die klinische Anwendung erhöht.
Die Lungenmodelle von Frontier Bio werden aus einer Mischung von Zellen hergestellt, die in der Lunge vorkommen, darunter auch Stammzellen. Diese werden mit einer firmeneigenen Mischung aus Biomaterialien kombiniert und dann mit der Bioprinting-Hardware von Frontier Bio verarbeitet, um die Gewebegeometrie herzustellen. Frontier Bio hat Methoden entwickelt, um natürliche Selbstorganisationsprozesse zu induzieren, die die Zellen dazu bringen, sich selbst in der komplexen Mikrogewebe-Architektur der distalen Lunge zu organisieren, einschließlich der Bronchiolen und alveolären Luftsäcke.
Das Besondere an der Technologie von Frontier Bio ist, dass sie die Kraft der Stammzelle nutzen, um sich zu differenzieren und sich selbst zu einer komplexen Mikrogewebsarchitektur zusammenzusetzen. Ihr distales Lungenmodell entwickelt Bronchiolen, alveoläre Luftsäcke und schlagende Zilien (winzige haarähnliche Strukturen, die die natürlichen Atemwege sauber halten) und produziert sogar Schleim und Surfactant in natürlichem Lungengewebe.
„Es besteht ein dringender Bedarf an genaueren Modellen von Lungengewebe, mit denen wir neue Therapeutika effektiver testen können als mit den derzeitigen Methoden“, so Victoria-Elisabeth Gruber, Leiterin der translationalen Forschung bei Frontier Bio.
Die im Labor gezüchteten Lungenmodelle bieten auch eine Plattform für die Erforschung von Krankheiten wie Lungenkrebs, Lungenfibrose, COPD und COVID-19 und helfen bei der Erforschung neuer Behandlungsmethoden in einem Markt mit einem Volumen von 70 Milliarden US-Dollar. Die Technologie bietet auch eine Grundlage für die Herstellung von Geweben und Organen für Transplantationen. Allein in den USA leiden über 34 Millionen Menschen an chronischen Lungenerkrankungen, und es besteht ein großer Bedarf an Ersatzlungengewebe.
„Dies könnte die Landschaft der Lungentransplantationen grundlegend verändern und Tausenden von Patienten, die auf eine lebensrettende Behandlung warten, Hoffnung geben“, fügte Eric Bennett, CEO von Frontier Bio, hinzu.
Der innovative Ansatz von Frontier Bio ist auf verschiedene Gewebe und Organe anwendbar. Das Unternehmen ist nun aktiv auf der Suche nach Partnerschaften, um die therapeutischen und regenerativen medizinischen Anwendungen seiner Technologie voranzutreiben.
„Frontier Bio leistet mehr als nur die Züchtung menschlicher Gewebe im Labor. Das Unternehmen ebnet den Weg für eine Zukunft, in der Organspender nicht mehr benötigt werden und Tierversuche der Vergangenheit angehören“, kommentierte George Church, ein Pionier der Genetik und Berater von Frontier Bio.
