Органоиды – крошечные трёхмерные клеточные структуры – давно используются для изучения заболеваний и тестирования лекарств. Однако у большинства органоидов отсутствуют кровеносные сосуды, что ограничивает их размер, функциональность и зрелость. Например, почкам кровеносные сосуды необходимы для фильтрации крови, а лёгким – для газообмена.
В прошлом месяце две независимые группы исследователей сообщили в журналах Science и Cell о том, как им удалось создать васкуляризированные органоиды с самого начала. Они взяли плюрипотентные стволовые клетки, а затем манипулировали их дифференцировкой, чтобы одновременно создавать как клетки тканей органов, так и клетки кровеносных сосудов.
«Эти модели действительно демонстрируют мощь нового подхода», — сказал Оскар Абилес, эксперт по стволовым клеткам из Стэнфордского университета и соавтор исследования сердца и печени.
Первоначально исследовательские группы часто смешивали ткань кровеносных сосудов и другие ткани по отдельности, создавая «ассемблеид» (модель в пробирке, объединяющую множество органоидов или других клеток), но такой подход все еще не полностью воспроизводил реальную структуру.
Прорыв произошел благодаря счастливому открытию, сделанному при выращивании эпителиальных клеток. Несколько исследовательских групп, включая группу из Мичиганского университета, обнаружили, что органоиды спонтанно генерируют больше сосудистых эндотелиальных клеток. Вместо того чтобы уничтожать их, они попытались «воспроизвести» этот феномен в кишечных органоидах.
Имея это в виду, Ифэй Мяо и его коллеги из Института зоологии Китайской академии наук попытались контролировать совместное развитие эпителиальных клеток и клеток кровеносных сосудов в одной и той же чашке Петри. Поначалу это было сложно, поскольку для роста этих двух типов клеток требовались противоположные молекулярные сигналы. Однако команда нашла способ регулировать время добавления стимулирующих молекул, что позволило им расти одновременно.
В результате органоиды лёгких, имплантированные мышам, дифференцировались во многие типы клеток, включая клетки, специфичные для альвеол – места газообмена. При выращивании на трёхмерной подложке они самоорганизовались в структуры, напоминающие альвеолы. Йозеф Пеннингер, эксперт Центра исследований инфекций имени Гельмгольца (Германия), оценил это как интересный шаг вперёд.
Аналогичным образом Абилез создал органоиды сердца, содержащие мышечные клетки, кровеносные сосуды и нервы. Кровяные сосуды образовывали крошечные ответвления, извивающиеся в ткани. Этот подход также позволил создать миниатюрную печень с множеством мелких кровеносных сосудов.
Однако существующие органоиды пока лишь воспроизводят ранние стадии эмбрионального развития. Пеннингер говорит, что для того, чтобы органоиды функционировали как настоящие органы, учёным потребуется разработать более крупные кровеносные сосуды, поддерживающую ткань и лимфатические сосуды. Следующая задача — «открыть клапаны», чтобы кровеносные сосуды могли пропускать реальный кровоток. «Это невероятно интересная область», — говорит он.
Источник: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html
Комментарий (0)