Una svolta decisiva nel campo degli organi artificiali in grado di formare spontaneamente vasi sanguigni.

Secondo la rivista Nature, i ricercatori hanno sviluppato i modelli di organi in miniatura più avanzati mai realizzati, capaci di generare autonomamente i propri sistemi vascolari di nutrimento.

Queste strutture, che imitano il cuore, il fegato, i polmoni e l'intestino, contengono una varietà di cellule e tessuti complessi mai visti prima nei modelli precedenti.

Gli organoidi, minuscole strutture cellulari tridimensionali, sono da tempo utilizzati per studiare le malattie e testare i farmaci. Tuttavia, la maggior parte degli organoidi è priva di vasi sanguigni, il che ne limita le dimensioni, la funzione e il livello di maturazione. Ad esempio, i reni necessitano di vasi sanguigni per filtrare il sangue, e i polmoni ne hanno bisogno per lo scambio gassoso.

Il mese scorso, due gruppi di ricerca indipendenti hanno pubblicato sulle riviste Science e Cell uno studio su come creare organoidi vascolarizzati fin dall'inizio. Sono partiti da cellule staminali pluripotenti, per poi modificare il processo di differenziazione al fine di creare simultaneamente tessuto organico e cellule vascolari.

Oscar Abilez, esperto di cellule staminali presso l'Università di Stanford e coautore dello studio su cuore e fegato, ha commentato: "Questi modelli dimostrano davvero la potenza di questo nuovo approccio".

Inizialmente, i gruppi di ricerca mescolavano spesso tessuto vascolare e altri tessuti separatamente in un "assembloid" (un modello in provetta che combinava più organoidi o altre cellule), ma questo metodo non riproduceva ancora completamente la struttura reale.

La svolta è arrivata grazie a una scoperta fortuita avvenuta durante la coltura di cellule epiteliali: diversi gruppi di ricerca, tra cui l'Università del Michigan, hanno notato che gli organoidi producevano spontaneamente ulteriori cellule endoteliali vascolari. Invece di eliminarle, hanno cercato di "moltiplicare" questo fenomeno negli organoidi intestinali.

Partendo da questo indizio, Yifei Miao e i suoi colleghi dell'Istituto di Zoologia dell'Accademia Cinese delle Scienze hanno tentato di controllare la crescita congiunta di cellule epiteliali e vascolari nella stessa piastra di coltura. Inizialmente, ciò si è rivelato difficile perché i due tipi di cellule richiedono segnali molecolari opposti per crescere. Tuttavia, il team ha trovato un modo per regolare la tempistica dell'aggiunta delle molecole stimolanti, consentendo a entrambe di crescere insieme.

Di conseguenza, quando gli organoidi polmonari sono stati impiantati nei topi, si sono differenziati in vari tipi di cellule, comprese quelle caratteristiche degli alveoli, sede dello scambio gassoso. Coltivati ​​su un supporto tridimensionale, si sono autoassemblati in strutture simili a sacchi alveolari. Josef Penninger, esperto presso il Centro Helmholtz per la ricerca sulle infezioni (Germania), considera questa scoperta una svolta entusiasmante.

Analogamente, Abilez ha creato organoidi cardiaci contenenti cellule muscolari, cellule dei vasi sanguigni e cellule nervose. I vasi sanguigni formavano minuscoli rami che si snodavano attraverso i tessuti. Questo approccio ha permesso di creare anche fegati in miniatura con numerosi piccoli vasi sanguigni.

Tuttavia, gli organoidi attuali replicano solo le prime fasi dello sviluppo embrionale. Penninger ha osservato che, affinché gli organoidi funzionino come veri organi, gli scienziati dovrebbero sviluppare vasi sanguigni più grandi, insieme a tessuto connettivo e vasi linfatici di supporto. La sfida successiva sarebbe quella di "aprire le valvole" per consentire il flusso sanguigno. Ha affermato: "Questo è un campo estremamente entusiasmante".

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