2024-06-29

3D-printed airway model as a platform for SARS-CoV-2 infection and antiviral drug testing 

□ SARS-CoV-2 감염 역학 연구를 위한 생체인쇄(bioprint)기술 기반 삼단(three-layered) 기도(airway) 모델 개발

 ○ 혈관 내피 세포, 콜라겐 기반 세포외 기질(ECM), 인간 폐 유래 상피 세포를 다공성막 배양 삽입물 내 생체 인쇄

   - 드롭-온-디맨드* 압전** 잉크젯(drop-on-demand piezoelectric inkjet)과 마이크로 압출(microextrusion)생체인쇄 시스템을 사용하여 기도의 내피와 상피층을 균일하게 제작함

     *필요한 시간에만 잉크를 토출시키는 방식, 잉크 방울을 분사하여 이미지를 생성함, 크기가 작은 미세한 방울을 사용한 인쇄 가능

     **Piezo소자에 의한 압력으로 잉크를 토출함

 ○ SARS-CoV-2가 상피 세포의 정단부(apical) 감염 후 ECM 층에서 복제된 SARS-CoV-2 축적 확인

   - ACE2(angiotensin-converting enzyme 2) 및 TMPRSS2(transmembrane serine protease 2) 효율적으로 발현

   - 바이러스 스파이크 단백질 수용체 ACE2와 바이러스의 세포막 관통을 가능하게 하는 TMPRSS2 다량 발현으로 SARS-CoV-2 감염 취약 입증, 바이러스 복제와 분비는 주로 상피층에서 관찰 

 ○ 항바이러스 약물이 내피 세포와 ECM 통과 확인, 약물의 효과적인 확산 가능성과 함께 감염된 상피세포까지 도달하여 바이러스 복제 억제 가능성을 제시

   - 렘데시비르(remdesivir)와 몰누피라비르(molnupiravir) 모두 용량 의존적 항바이러스 활성에 대한 효과적인 평가 확인 

□ 본 연구의 '생체인쇄 기도 모델'은 병인 규명 및 약물 효능 연구를 위한 생리학적 플랫폼으로 활용 가능

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