Cena za badania bez testów na zwierzętach

Czyste bioprinting: druk 3D modeli organów – bez żadnych składników zwierzęcych, to cel projektu badawczego w grupie roboczej prof. dr. Jens Kurreck. (© TU Berlin / Jens Kurreck)

Od ręki dr Tamary Zietek, Lekarzy przeciwko testom na zwierzętach, otrzymuje prof. dr Jens Kurreck, profesora biochemii stosowanej na TU Berlin, Nagrodę wspierającą Herberta Stillera. (© Foto-Digital-Studio Marcus Müller)

Badania medyczne nieustannie poszukują metod, które nie wymagają testów na zwierzętach. Hodowle komórkowe, a zwłaszcza trójwymiarowe hodowle tkanek z drukarki biologicznej, mają ogromny potencjał. Często jednak pomija się fakt, że tak zwany bioatrament, używany do drukowania modeli organów, lub używane media hodowlane zawierają liczne składniki zwierzęce, takie jak płodowe surowice krwi (FKS) czy żelatyna. Stowarzyszenie Lekarzy Przeciwko Testom na Zwierzętach wyróżniło właśnie projekt dr Johanny Berg i prof. dr. Jensa Kurrecka, kierownika Zakładu Biochemii Stosowanej na TU Berlin, Nagrodą Fundacji Herberta-Stillera. W ramach projektu opracowywana jest metoda „Czystego Druku Biologicznego”. Celem jest drukowanie ludzkich modeli organów całkowicie bez użycia produktów zwierzęcych.  

Według szacunków European Biomedical Research Association z 2017 roku, każdego roku tylko między jednym a dwoma milionami cieląt zabija się, aby wyprodukować około 800 000 litrów płodowej surowicy krwi, która jest wykorzystywana na całym świecie w badaniach. „FKS nadal uważany jest za złoty standard w mediach odżywczych dla hodowli tkanek, a także dla bioatramentu podczas druku organów, ponieważ dostarcza komórkom wszystkich ważnych hormonów, czynników wzrostu, białek, aminokwasów, minerałów i pierwiastków śladowych, które są niezbędne do ich przeżycia”, wyjaśnia Johanna Berg. Oprócz FKS, bioatramenty często zawierają również Matrigel, rodzaj żelu podporowego, który pochodzi od myszy wcześniej zainfekowanych określonym nowotworem. Matrigel służy komórkom hodowlanym jako podłoże wzrostowe.

Jednym z głównych obszarów badań Jens Kurreck i jego zespołu jest tworzenie i badanie modeli organów płuc i wątroby dla celów medycznych – z zamiarem zastąpienia testów na zwierzętach. W tym celu korzystają z mediów odżywczych i bioatramentów. „Dlatego uznaliśmy za oczywiste opracowanie pełnej metody, która nie wymaga substancji pochodzenia zwierzęcego”, wyjaśnia biochemik. Istnieją już tzw. media odżywcze o chemicznie zdefiniowanym składzie, bez składników zwierzęcych. Jednak po pierwsze, nie są one jeszcze szeroko stosowane – każda hodowla komórkowa musi być do nich dostosowana indywidualnie. Po drugie, jak dotąd, nie działają one tak dobrze jak FKS. Chemicznie zdefiniowane media zawierają mieszankę niezwierzęcych biopolimerów w precyzyjnie określonym składzie. „Zaletą istniejących mediów jest to, że komórki muszą się do nich specjalnie dostosować, co zwykle zajmuje kilka tygodni. Poza tym brakuje im pewnych właściwości, które są niezbędne do druku 3D modeli organów”, wyjaśnia Jens Kurreck.

Naukowcy planują wykorzystać Nagrodę Fundacji Herberta-Stillera w wysokości 20 000 euro na opracowanie bioatramentu do modeli organów płuc i wątroby, w którym zostaną zastąpione zarówno FKS, jak i Matrigel oraz żelatyna. „Działamy na podstawie znanych podstawowych substancji i w ciągu najbliższych dwóch lat będziemy eksperymentować z dodatkami i ilościami różnych biopolimerów, czynników wzrostu, białek itp.”, mówi Johanna Berg. „Dla nas ważne jest nie tylko, aby bioatrament utrzymywał komórki przy życiu, ale także aby podczas obsługi, procesu druku i późniejszego użytkowania w modelu organu spełniał różne kryteria naukowe i techniczne.”

Chemicznie zdefiniowane medium ma oprócz dobrostanu zwierząt także inne zalety w porównaniu do FKS: „Co ciekawe, dokładny skład FKS nie jest do dziś znany. Różni się on znacznie w zależności od źródła – nie można go standaryzować. Oznacza to, że dla porównywalności eksperymentów powinno się zawsze korzystać z tej samej partii, co często jest niemożliwe. Ponadto FKS niesie ryzyko zainfekowania chorobotwórczymi patogenami zwierzęcymi, przez co nigdy nie może być stosowane w terapiach u ludzi”, wyjaśnia Johanna Berg. To są problemy, które nie występują przy używaniu wolnych od zwierząt surowic.