Проривний штучний орган, який формує власні кровоносні судини

Згідно з Nature, дослідники розробили найсучасніші мініатюрні моделі органів, які можуть самостійно генерувати живлячі кровоносні судини.

Ці структури, що імітують серце, печінку, легені та кишечник, містять різноманітні типи клітин та складну організацію, яких ніколи не було в попередніх моделях.

Органоїди – крихітні тривимірні клітинні структури – вже давно використовуються для вивчення хвороб і тестування ліків. Однак більшості органоїдів бракує кровоносних судин, що обмежує їхній розмір, функції та зрілість. Наприклад, ниркам потрібні кровоносні судини для фільтрації крові, а легеням – для газообміну.

Минулого місяця дві незалежні команди повідомили в журналах Science та Cell , як їм вдалося створити васкуляризовані органоїди з самого початку. Вони почали з плюрипотентних стовбурових клітин, а потім маніпулювали їх диференціацією, щоб одночасно створювати клітини тканин органів і кровоносних судин.

«Ці моделі справді демонструють силу нового підходу», – сказав Оскар Абілес, експерт зі стовбурових клітин Стенфордського університету та співавтор дослідження серця та печінки.

Спочатку дослідницькі групи часто змішували тканину кровоносних судин та інші тканини окремо в «асамблоїд» (модель у пробірці, яка поєднує багато органоїдів або інших клітин), але цей підхід все ще не повністю відтворював реальну структуру.

Прорив стався завдяки випадковому відкриттю: під час вирощування епітеліальних клітин кілька дослідницьких груп, включаючи Мічиганський університет, виявили, що органоїди спонтанно генерують більше судинних ендотеліальних клітин. Замість того, щоб знищувати їх, вони прагнули «відтворити» це явище в кишкових органоїдах.

Маючи на увазі цю підказку, Іфей Мяо та його колеги з Інституту зоології Китайської академії наук спробували контролювати спільний розвиток епітеліальних клітин та клітин кровоносних судин в одній чашкі для культивування. Спочатку це було складно, оскільки два типи клітин потребували протилежних молекулярних сигналів для росту. Однак команда знайшла спосіб регулювати час додавання стимулюючих молекул, дозволяючи обом рости разом.

В результаті, органоїди легень, будучи імплантованими мишам, диференціювалися на багато типів клітин, включаючи клітини, специфічні для альвеол – місця газообміну. ​​При вирощуванні на 3D-каркасі вони самоорганізувалися в структури, що нагадують альвеоли. Йозеф Пеннінгер, експерт Центру досліджень інфекцій імені Гельмгольца (Німеччина), оцінив це як цікавий крок вперед.

Аналогічно, Абілес створив органоїди серця, що містили м'язові клітини, кровоносні судини та нерви. Кровоносні судини утворювали крихітні гілочки, що звивались крізь тканину. Цей підхід також створив мініатюрні печінки з багатьма крихітними кровоносними судинами.

Однак, сучасні органоїди все ще лише відтворюють ранні стадії ембріонального розвитку. Пеннінгер каже, що для того, щоб органоїди функціонували як справжні органи, вченим потрібно буде розробити більші кровоносні судини, допоміжні тканини та лімфатичні судини. Наступним завданням є «відкрити клапани» для кровоносних судин, щоб забезпечити реальний потік. «Це неймовірно захоплива галузь», — каже він.

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