Dự án mong muốn phát triển một phương pháp in 3D mạch máu dựa trên nền tảng scaffold-free sử dụng needle-array, một phương pháp đã từng được kiểm chứng thành công bởi nhóm nghiên cứu của Manabu Itoh năm 2015. Thay vì sử dụng các tế bào hiPSC hoặc các dòng tế bào thương mại, Dự án tiến hành phân lập MUSE (multilineage-differentiating stress enduring) cell từ các nguồn tế bào gốc trưởng thành và biệt hóa thành các tế bào cơ trơn thành mạch (HASMC – human aortic smooth muscle cells), tế bào nguyên bào sợi da người (HNDFB – Human normal dermal fibroblasts), và tế bào nội mô thành mạch (HVEC – Human vein endothelial cells).
Dự án kỳ vọng nghiên cứu này sẽ phát triển một quy trình phân lập và tăng sinh các tế bào MUSE, một công nghệ in 3D mạch máu nhân tạo có chức năng, an toàn và thuận lợi cho việc điều trị các bệnh CDVs bằng phương pháp cấy ghép, thay thế được các kỹ thuật ghép hiện nay rủi ro, tốn kém và hiệu quả thấp.
Mục tiêu của dự án:
- Xây dựng được quy trình phân lập và tăng sinh tế bào gốc MUSE từ các nguồn tế bào gốc trưởng thành của người
- Phát triển được kỹ thuật in 3D sinh học không sử dụng khuôn nhằm ứng dụng trong tạo các cấu trúc sinh học dạng ống nhân tạo
- Áp dụng được công nghệ in 3D sinh học không sử dụng khuôn với nguyên liệu sinh học từ tế bào gốc MUSE trong tạo mạch máu nhân tạo
Tầm ảnh hưởng:
Tế bào MUSE là một loại tế bào gốc đầy tiềm năng với các ưu thế vượt trội tế bào gốc trung mô. Nhưng nhược điểm lớn nhất của loại tế bào gốc này là số lượng rất hạn chế, đồng thời khả năng duy trì đặc điểm gốc của tế bào trong quá trình nuôi cấy là cực kỳ khó khăn do xu hướng biệt hóa và tự điều khiển số lượng tế bào gốc của quần thể. Vì vậy việc phát triển một quy trình phân lập và tăng sinh hiệu quả tế bào gốc MUSE thực sự có ý nghĩa lớn trong việc mở ra một nguồn tế bào gốc đa tiềm năng, an toàn, có khả năng áp dụng trong chăm sóc sức khỏe con người.
Công nghệ in 3D sử dụng nguyên liệu sinh học chính là một trong những công nghệ then chốt của kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo. Việc tạo ra các mô, cơ quan tương thích với từng cá thể để cấy ghép thay thế mà không cần sử dụng đến bất kỳ một biện pháp xâm lấn để lấy nguyên liệu, hay mất thời gian tìm kiếm người hiến tặng phù hợp là một mục tiêu quan trọng và là đích hướng tới của Y học tái tạo. Nếu nghiên cứu này được triển khai thành công sẽ góp phần phát triển một công nghệ hiện đại tích hợp từ các công nghệ tiên tiến của các lĩnh vực Y, Sinh, Vật liệu và trí tuệ nhân tạo, tương ứng là các công nghệ ghép mô/cơ quan nhân tạo, công nghệ tế bào gốc MUSE, công nghệ tái tạo mô cơ quan tù vật liệu sinh học, và công nghệ máy tính trong in 3D.
