Developing a protocol for 3D-printable bioink from decellularised porcine tissue

Английский. T-cell administration via a scaffold is a promising tool for treatment of inoperable solid tumours. Traditional scaffold materials lack the complexity of the extracellular matrix (ECM) that cells normally grow in. An alternative is to instead use decellularised ECM (dECM) from biological tissue to create the scaffold. By making the scaffold via 3D-printing, its construction can also be a part of making it suitable for cells. This thesis aims to develop a protocol for decellularising a variety of tissues and using the dECM to make a printable biogel. The protocol was tested on three types of porcine tissue: aorta, left ventricle of heart, and skin. To be printable, it should behave as a liquid at 4 ℃ but display a storage modulus of at least 100 Pa when heated to 37 ℃. It should also have a shear thinning behaviour. All these objectives were attained. For characterisation of the dECM, assays to quantify the DNA content and glycosaminoglycane content were performed in order to determine decellularisation- and proteoglycans level respectively. However, no conclusive results were found in these assays.

Шведский. Administration av T-celler via en artificiell vävnadsrekonstruktion är en lovande metod för att behandla inoperabla tumörer. Traditionella vävnadsrekonstruktionsmaterial saknar den komplexitet som finns hos det extracellulära matrixet (ECM), där celler vanligtvis lever. Ett alternativ är då att använda decellulariserat ECM (dECM) som material när man skapar den artificiella vävnadsrekonstruktionen. Genom att använda en 3D-skrivare kan vävnadsrekonstruktionen ytterligare skräddarsys för cellers behov. Den här uppsatsen ämnar skapa ett protokoll för decellularisering som fungerar på flera olika typer av vävnad. dECM:et ska också användas till att skapa en biologisk gel som kan användas i en 3D-skrivare. Protokollet testades på tre olika typer av grisvävnad: aorta, vänster hjärtkammare och hud. För att kunna användas i en 3D-skrivare bör gelen vara flytande vid 4 ℃, men hårdna när den värms upp till 37 ℃. Viskositeten på gelen bör även minska när den utsätts för en kraft. Alla dessa mål uppfylls av gelen. Analys av DNA- och glygosaminoglykaninnehållet i dECM:et gjordes, dock utan brukbara resultat.

Шведский. Cancer är en av de vanligaste dödsorsakerna i Sverige idag och forskning om nya behandlingar utvecklas ständigt. En av dessa är immunterapi, där kroppens egna immunceller används för att attackera cancercellerna. I det här projektet har olika typer av grisvävnad använts för att skapa en gel som kan hjälpa immuncellerna nå tumörer. Socialstyrelsen spår att mer än var tredje person kommer få en cancerdiagnos någon gång i livet. Tack vare forskningen har vi idag flera olika typer av behandling mot cancer, och cancerformer som tidigare ansågs obotliga har idag betydligt godare utsikter. Cancerforskningen utvecklas ständigt, och en relativt ny behandlingsmetod är så kallad immunterapi. Den går ut på att man odlar och tillför celler från kroppens egna immunförsvar som kan attackera cancercellerna. Det är framförallt en framgångsrik metod för att behandla olika typer av blodcancer. Ett problem uppstår dock när det gäller solida tumörer. Den koncentrerade samlingen cancerceller skapar en miljö som verkar hämmande på immuncellernas förmåga att attackera tumören. Men det kan finnas ett sätt att kringgå problemet: Artificiellt vävnadsrekonstruktionsmaterial. Det går ut på att, istället för att injicera immunceller direkt till tumörens närområde, låta dem växa i en typ av gel. Den gelen kan sedan opereras in vid tumören. Immuncellerna har då en gynnsam miljö varifrån de kan migrera till tumören. Men vilket material kan passa för att få cellerna att trivas? Vävnaden i kroppen har två beståndsdelar. Den första är celler. Men det finns även någonting som kallas extracellulärt matrix (ECM). Det är den del av vävnaden som cellerna befinner sig i. Trots att ECM inte lever i någon biologisk mening kan den på kemisk nivå kommunicera med de celler som den omger. Den kommunikationen kan uppmuntra till bland annat celldelning och -migration. Vid traditionell artificiell vävnadsrekonstruktion används material som är betydligt mindre komplext än ECM och saknar dessa kommunikationsvägar. I det här projektet har en artificiell vävnadsrekonstruktion som är gjort av ECM utvecklats. På det sättet kan komplexiteten av cellernas naturliga miljö behållas vilket förbättrar deras förmåga att bekämpa tumören. Gelen har dessutom egenskapen att den har en flytande form vid kallare temperaturer men stelnar när den värms upp till 37 ℃. Det innebär att den kan skrivas ut med en 3D-skrivare, vilket är ytterligare ett hjälpmedel att använda för att skräddarsy en vävnadsrekonstruktion som celler trivs i. I det här projektet har tre olika grisvävnader använts för att tillverka en sådan gel: hud, aorta och vänster hjärtkammare. Genom att avlägsna cellerna från vävnaden erhålls ett ECM som kan lösas upp av enzymer i en sur miljö. Efter ett par dagar kan man få ut en vätska som blir till en gel vid kroppstemperatur. Den gelen kan bli grunden till nya framsteg i kampen mot cancer.