Organ artificial revoluționar care își formează propriile vase de sânge

Conform publicației Nature, cercetătorii au dezvoltat cele mai avansate modele de organe în miniatură, care pot autogenera vase de sânge nutritive.

Aceste structuri, care simulează inima, ficatul, plămânii și intestinele, conțin o varietate de tipuri de celule și o organizare complexă nemaiîntâlnită în modelele anterioare.

Organoizii – structuri celulare 3D minuscule – au fost folosiți de mult timp pentru studierea bolilor și testarea medicamentelor. Cu toate acestea, majoritatea organoizilor nu au vase de sânge, ceea ce le limitează dimensiunea, funcția și maturitatea. De exemplu, rinichii au nevoie de vase de sânge pentru a filtra sângele, iar plămânii au nevoie de ele pentru schimbul de gaze.

Luna trecută, două echipe independente au raportat în revistele Science și Cell cum au creat organoizi vascularizați încă de la început. Au început cu celule stem pluripotente, apoi le-au manipulat diferențierea pentru a crea simultan atât celule din țesut organic, cât și celule din vase de sânge.

„Aceste modele demonstrează cu adevărat puterea noii abordări”, a declarat Oscar Abilez, expert în celule stem la Universitatea Stanford și coautor al studiului privind inima și ficatul.

Inițial, echipele de cercetare amestecau adesea țesutul vaselor de sânge și alte țesuturi separat într-un „asamblaj” (un model de eprubetă care combină mai multe organoide sau alte celule), dar această abordare tot nu a reprodus pe deplin structura reală.

Descoperirea a venit în urma unei întâmplări neașteptate, în timpul cultivării celulelor epiteliale. Mai multe grupuri de cercetare, inclusiv Universitatea din Michigan, au descoperit că organoizii generează spontan mai multe celule endoteliale vasculare. În loc să le elimine, au căutat să „replice” acest fenomen în organoizii intestinali.

Având acest indiciu în minte, Yifei Miao și colegii săi de la Institutul de Zoologie al Academiei Chineze de Științe au încercat să controleze dezvoltarea concomitentă a celulelor epiteliale și a celulelor vaselor de sânge în aceeași placă de cultură. Inițial, acest lucru a fost dificil deoarece cele două tipuri de celule necesitau semnale moleculare opuse pentru a crește. Cu toate acestea, echipa a găsit o modalitate de a ajusta momentul adăugării moleculelor stimulatoare, permițând ambelor să crească împreună.

Prin urmare, organoizii pulmonari, atunci când au fost implantați la șoareci, s-au diferențiat în multe tipuri de celule, inclusiv celule specifice alveolelor - locul schimbului de gaze. Când au fost crescuți pe o schelă 3D, aceștia s-au auto-aranjat în structuri asemănătoare alveolelor. Josef Penninger, expert la Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Infecțiilor (Germania), a evaluat acest lucru ca fiind un pas interesant înainte.

În mod similar, Abilez a creat organoide cardiace care conțineau celule musculare, vase de sânge și nervi. Vasele de sânge formau ramificații minuscule care șerpuiau prin țesut. Această abordare a creat, de asemenea, ficaturi în miniatură cu multe vase de sânge minuscule.

Cu toate acestea, organoizii actuali reproduc doar etapele incipiente ale dezvoltării embrionare. Penninger spune că, pentru ca organoizii să funcționeze ca organe reale, oamenii de știință vor trebui să dezvolte vase de sânge mai mari, țesuturi de susținere și vase limfatice. Următoarea provocare este „deschiderea valvelor” pentru ca vasele de sânge să poată transporta fluxul sanguin real. „Aceasta este o zonă incredibil de interesantă”, spune el.

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