Това откритие може да има непосредствени последици в изследванията и диагностиката и в дългосрочен план в производството на органи за трансплантация

Свързани новини

Нито един, нито два, три органа. Учени от детската болница в Синсинати (САЩ) са използвали стволови клетки, за да разработят първата миниатюрна система от свързани и функционални три органоида на човешкия черен дроб, панкреас и жлъчни пътища.

функционална

Вместо да се култивира мини човешки органи независимо в лабораторията поотделно, екипът, ръководен от Таканори Такебе, успя да култивира свързан набор от три органа. Констатациите са публикувани днес в списание "Nature"

Органоидите, разработени от стволови клетки, са малки 3D образувания от човешка тъкан, които изпълняват функциите на множество клетъчни типове, открити в органи в пълен размер. Експертите по органоиди вече са разработили черва, които имат вили, които абсорбират хранителни вещества и органоиди в стомаха, които произвеждат храносмилателни киселини.

Сами по себе си човешките органоиди вече предоставят сложен инструмент за изследване. Но този напредък ни позволява да проучим как човешките тъкани работят заедно. Тази голяма стъпка напред може да започне да намалява необходимостта от проучвания на лекарства върху животни, рязко да ускори концепцията за прецизна медицина и един ден да доведе до трансплантируеми, отгледани в лаборатория тъкани.

„Свързването е най-важната част от това“, казва Такебе. Това, което направихме, е измислил метод за производство на тъкани в етапа на предорганно формиране, така че те да могат да се развиват естествено. Ние максимизираме способността си да произвеждаме множество органи по същия начин, както прави тялото ", казва Такебе.

За да постигне тази система, Takebe работи в продължение на много часове с колеги от Cincinnati Children's, включително първия автор Hiroyuki Koike. Те започнаха с човешки кожни клетки, превръщайки ги обратно в примитивни стволови клетки, след което насочваха и тласкаха тези стволови клетки, за да образуват две „сфероиди“ от клетки на много ранен етап, наречени предни и средни черва.

Тези топки от клетки се формират в ранните етапи на ембрионалното развитие. При хората през първия месец на бременността и при мишките само за 8,5 дни. С течение на времето тези сфери се сливат и трансформират в органи, които в крайна сметка се превръщат в храносмилателния тракт.

Това, което направихме, е да създадем метод за производство на тъкани в етапа на предорганно формиране, така че те да могат да се развиват естествено

След като станат достатъчно зрели, сфероидите се поставят един до друг в специална лабораторна чиния. Клетките се суспендират в гел, който обикновено се използва за поддържане на органоиден растеж, след което се поставят върху тънка мембрана, покриваща внимателно смесена партида от растежна среда. «От този момент клетките знаеха какво да правят», Казва Такебе.

След това клетките на всеки сфероид започнаха да се трансформират, когато се оказаха на границата между двете. Те се превърнаха в по-специализирани клетки, които се виждаха да променят цвета си благодарение на химическите етикети, които лабораторният екип беше прикрепил към клетките.

Скоро променящите се и слети сфери поникнаха в клони, които доведоха до нови групи клетки, които принадлежаха на определени органи. За период от 70 дни тези клетки продължиха да се размножават в по-изискани и различни типове клетки. В крайна сметка мини органоидите започват да обработват жлъчните киселини, сякаш смилат и филтрират храната.

За Арън Зорн, директор на Центъра за стволови клетки и органоидна медицина (CuSTOM) в гореспоменатия център, този аванс ще бъде полезен в много отношения. „Истинският пробив тук беше възможността да се създаде интегрирана система от органи; от изследователска гледна точка това е безпрецедентна възможност за изучаване на нормалното човешко развитие ».

Сега, за да се развият достатъчно големи органни тъкани, за да бъдат полезни при трансплантацията на хора, Takebe казва, че е необходима още работа.

От гледна точка на научните изследвания това е безпрецедентна възможност за изучаване на нормалното човешко развитие.

„Но за целите на изследването и диагностиката това откритие може да има по-непосредствени последици“

Например прецизна медицина, геномни данни и друга информация започват да се използват, за да се определи точно кои лечения биха били най-подходящи за пациенти със сериозни заболявания, в каква доза и с възможно най-малко странични ефекти.

По този начин те коментират, че живото многоорганно „черво“ би предоставило на учените мощен инструмент за проучване как генетичните вариации и други фактори влияят върху развитието на органите по време на бременност и за разработване на по-добре насочени лекарства за лечение на състояния след бременност. бебета.