3Dバイオプリンティングが呼吸器ウイルス研究を革新：COVID-19などの理解を深める新研究

Tokyo韓国の研究チームは、POSTECHのソンジュン・ジョン教授が率い、韓国化学技術研究所（KRICT）と協力して、3Dバイオプリンティング技術を使った人工肺の作製において進展を遂げました。この成果は、呼吸器ウイルスの研究をより効果的に進める手助けとなる可能性があります。COVID-19パンデミックにより、治療法をより迅速かつ信頼性の高い方法でテストする必要性が明らかになりました。

この新技術は、細胞と材料を活用してリアルな組織や臓器を作り上げます。POSTECHとKRICTのチームが作成した人工肺は、人間の呼吸器の構造に似た三層構造を持っています。

• 血管の内皮
• 細胞外マトリックス
• 上皮組織

これらの人工肺は、本物の人間の肺のように見え、機能します。重要なタンパク質であるACE2とTMPRSS2を含んでおり、これらのタンパク質はCOVID-19ウイルスが細胞に侵入するのを可能にするため、このモデルは病気の研究に非常に役立ちます。

このモデルは、従来の2D細胞培養がすぐに分解してしまうのに対し、より長持ちし、効率的に機能する点で独自性があります。この3Dモデルは、感染後21日間安定しており、研究者が細胞の変化や免疫反応をより正確に調査できるようにします。これらの観察結果は、COVID-19患者の実際のデータと一致しています。このモデルは、ウイルスの拡散、遺伝子活性の変化、および体内の反応を特定するのに役立ちます。

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3Dバイオプリンティングされた肺は薬の効果をより正確に試験することができます。従来の2次元技術では、薬を細胞に直接加えますが、この新しい方法では、薬はまず組織の障壁を通過しなければなりません。これにより、薬が人間の体内でどのように投与されるかをより忠実に再現し、新薬の効果、安全性、および適切な用量を評価する際に役立ちます。

3Dバイオプリンティング技術で作製した肺モデルは、COVID-19研究だけでなく、さまざまな肺疾患の治療法開発にも貢献します。このモデルは高精度で効率的であり、治療薬の開発を迅速化する可能性があります。科学者たちは、このモデルを使うことで、多くの薬剤や治療法を試験することができ、時間とコストの削減が期待されます。

この技術は倫理的な問題を解消し、ヒトに対するより正確なデータを提供することで動物実験の必要性を削減できます。また、新薬が市場に出るまでのプロセスを加速し、良好な規制結果を得る可能性を高めることができます。

このプロジェクトは、韓国の国家研究財団と韓国健康技術研究開発プロジェクトによって資金提供を受け、呼吸器ウイルス研究において大きな進展を示しています。現実的なヒト肺モデルを用いて、新しい治療法を迅速かつ正確にテストする能力は、将来のパンデミックへの備えや公衆衛生対応戦略の改善に役立つでしょう。