Forscher an der University of Pittsburgh haben eine bahnbrechende Plattform für die Gewebezüchtung vorgestellt. Mithilfe von 3D-gedruckten Kollagengerüsten, genannt CHIPS, revolutionieren sie die Art und Weise, wie Gewebe gezüchtet und untersucht werden. Diese im April 2025 angekündigte Innovation birgt ein immenses Potenzial für die Krankheitsmodellierung und Arzneimitteltests.
Die CHIPS-Plattform ahmt natürliche zelluläre Umgebungen nach, sodass Zellen wachsen, interagieren und funktionelles Gewebe bilden können. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber herkömmlichen silikonbasierten mikrofluidischen Modellen dar. Die Designs sind frei verfügbar, was eine breitere wissenschaftliche Innovation fördert.
Daniel Shiwarski, ein Assistenzprofessor an der University of Pittsburgh, entwickelte CHIPS. Diese kollagenbasierten Strukturen sind in einen vaskulären und perfusionsgesteuerten Organ-on-a-Chip-Reaktor integriert. Dadurch entsteht eine vollständige Gewebezüchtungsplattform, die eine reale zelluläre Umgebung genau simuliert.
Im Gegensatz zu synthetischen mikrofluidischen Vorrichtungen bestehen diese Gerüste vollständig aus Kollagen. Zellen können mit dem Modell interagieren und sich selbst zu funktionellem Gewebe organisieren. Das Team demonstrierte dies, indem es Kollagen mit Gefäß- und Pankreaszellen kombinierte, was die Insulinausschüttung als Reaktion auf Glukose auslöste.
Das Team demonstrierte auch die Fähigkeit, nicht-planare 3D-Netzwerke in weichem, organischem Material zu erstellen. Sie druckten helikale Gefäßnetzwerke, die der DNA-Struktur nachempfunden sind. Dies ermöglicht komplexere und realistischere Gewebemodelle.
Shiwarskis Team möchte diese Plattform nutzen, um Gefäßerkrankungen wie Bluthochdruck und Fibrose zu untersuchen. Das ultimative Ziel ist es, Tiermodelle durch genauere, auf den Menschen basierende Systeme zu ersetzen. Dieser neue Ansatz schließt die Lücke zwischen vereinfachten 2D-Modellen und Tierversuchen.