Gjennombrudd innen kunstige organer som danner sine egne blodårer

Ifølge Nature har forskere utviklet de mest avanserte miniatyrorganmodellene noensinne, som kan selvgenerere nærende blodårer.

Disse strukturene, som simulerer hjertet, leveren, lungene og tarmene, inneholder en rekke celletyper og en kompleks organisering som aldri er sett i tidligere modeller.

Organoider – ørsmå 3D-cellestrukturer – har lenge blitt brukt til å studere sykdommer og teste medisiner. De fleste organoider mangler imidlertid blodårer, noe som begrenser størrelsen, funksjonen og modenheten deres. For eksempel trenger nyrer blodårer for å filtrere blod, og lunger trenger dem for å utveksle gasser.

Forrige måned publiserte to uavhengige forskerteam i tidsskriftene Science og Cell hvordan man lager vaskulariserte organoider helt fra starten av. De startet med pluripotente stamceller, og manipulerte deretter differensieringen deres for å lage både organvev og blodåreceller.

«Disse modellene viser virkelig kraften i den nye tilnærmingen», sa Oscar Abilez, en stamcelleekspert ved Stanford University og medforfatter av hjerte- og leverstudien.

I starten blandet forskerteam ofte blodkarvev og annet vev separat til en «assembloid» (en reagensrørsmodell som kombinerer mange organoider eller andre celler), men denne tilnærmingen reproduserte fortsatt ikke den virkelige strukturen fullt ut.

Gjennombruddet kom fra en tilfeldig oppdagelse. Under dyrking av epitelceller la flere forskningsgrupper, inkludert University of Michigan, merke til at organoider spontant genererer flere vaskulære endotelceller. I stedet for å eliminere dem, forsøkte de å «replikere» dette fenomenet i intestinale organoider.

Med dette i bakhodet forsøkte Yifei Miao og kolleger ved Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences , å kontrollere den samtidige utviklingen av epitelceller og blodåreceller i samme kulturskål. I starten var dette vanskelig fordi de to celletypene trengte motsatte molekylære signaler for å vokse. Teamet fant imidlertid en måte å justere tidspunktet for tilsetning av stimulerende molekyler, slik at begge kunne vokse sammen.

Som et resultat differensierte lungeorganoidene, når de ble implantert i mus, til mange celletyper, inkludert celler spesifikke for alveolene – stedet for gassutveksling. Når de ble dyrket på et 3D-stillas, arrangerte de seg selv til alveollignende strukturer. Josef Penninger, en ekspert ved Helmholtz-senteret for infeksjonsforskning (Tyskland), vurderte dette som et interessant skritt fremover.

På samme måte skapte Abilez hjerteorganoider som inneholdt muskelceller, blodårer og nerver. Blodårene dannet små grener som snodde seg gjennom vevet. Denne tilnærmingen skapte også miniatyrlever med mange bittesmå blodårer.

Nåværende organoider gjenskaper imidlertid fortsatt bare de tidlige stadiene av embryonal utvikling. Penninger sier at for at organoider skal fungere som ekte organer, må forskere utvikle større blodårer, støttevev og lymfekar. Den neste utfordringen er å «åpne ventilene» slik at blodårene kan føre faktisk strømning. «Dette er et utrolig spennende område», sier han.

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