Áttörés a saját ereket alkotó mesterséges szervekben

A Nature szerint a kutatók kifejlesztették a valaha volt legfejlettebb miniatűr szervmodelleket, amelyek képesek önállóan tápláló vérereket létrehozni.

Ezek a struktúrák, amelyek a szívet, a májat, a tüdőt és a beleket szimulálják, számos olyan sejttípust és összetett szerveződést tartalmaznak, amelyeket a korábbi modellekben még soha nem láttak.

Az organoidokat – apró 3D-s sejtszerkezeteket – régóta használják betegségek tanulmányozására és gyógyszerek tesztelésére. A legtöbb organoidnak azonban nincsenek vérerei, ami korlátozza méretüket, funkciójukat és érettségüket. Például a veséknek vérerekre van szükségük a vér szűréséhez, a tüdőnek pedig a gázok cseréjéhez.

A múlt hónapban két független kutatócsoport publikálta a Science és a Cell folyóiratokban, hogyan lehet a kezdetektől fogva vaszkularizált organoidokat létrehozni. Pluripotens őssejtekkel kezdték, majd manipulálták azok differenciálódását, hogy szerv- és érsejteket is hozzanak létre.

„Ezek a modellek valóban megmutatják az új megközelítés erejét” – mondta Oscar Abilez, a Stanford Egyetem őssejt-szakértője és a szív- és májvizsgálat társszerzője.

Kezdetben a kutatócsoportok gyakran külön kevertek össze véredényszövetet és más szöveteket egy „assembloiddá” (egy kémcsőmodell, amely számos organoidot vagy más sejtet egyesít), de ez a megközelítés még mindig nem reprodukálta teljes mértékben a valódi szerkezetet.

Az áttörést egy véletlenszerű felfedezés hozta meg hámsejtek tenyésztése során: számos kutatócsoport, köztük a Michigani Egyetem is, észrevette, hogy az organoidok spontán módon több vaszkuláris endotélsejtet termelnek. Ahelyett, hogy elpusztították volna őket, megpróbálták „lemásolni” ezt a jelenséget a bélrendszeri organoidokban.

Ezt a nyomot szem előtt tartva, Yifei Miao és kollégái a Kínai Tudományos Akadémia Zoológiai Intézetében megpróbálták szabályozni a hámsejtek és a véredénysejtek együttes fejlődését ugyanazon a tenyésztőedényben. Kezdetben ez nehéz volt, mert a két sejttípusnak ellentétes molekuláris jelekre volt szüksége a növekedéshez. A csapat azonban talált egy módszert a stimuláló molekulák hozzáadásának időzítésének beállítására, lehetővé téve mindkettő együttes növekedését.

Ennek eredményeként a tüdőorganoidok egerekbe ültetve számos sejttípussá differenciálódtak, beleértve az alveolusokra – a gázcsere helyszínére – specifikus sejteket is. 3D-s állványzaton növesztve önmaguktól alveoláris struktúrákká rendeződtek. Josef Penninger, a Helmholtz Fertőzéskutató Központ (Németország) szakértője ezt érdekes előrelépésnek értékelte.

Hasonlóképpen, Abilez olyan szívszervecskéket hozott létre, amelyek izomsejteket, ereket és idegeket tartalmaztak. A vérerek apró ágakat alkottak, amelyek kígyóztak a szövetben. Ez a megközelítés miniatűr májakat is létrehozott sok apró erekkel.

A jelenlegi organoidok azonban még mindig csak az embrionális fejlődés korai szakaszait replikálják. Penninger szerint ahhoz, hogy az organoidok valódi szervekként működjenek, a tudósoknak nagyobb ereket, támogató szöveteket és nyirokereket kell kifejleszteniük. A következő kihívás a „billentyűk megnyitása” a vérerek számára, hogy a tényleges áramlást biztosítsák. „Ez egy hihetetlenül izgalmas terület” – mondja.

Forrás: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html