Organóides Next-Gen crescer e funcionar como tecidos reais

Pode-se imediatamente apreciar o valor da Organóides para pesquisa e medicina: testes em animais a partir de pesquisa biológica básica para o desenvolvimento de medicamentos e testes, Organóides poderia complementar, fornecendo tecidos humanos saudáveis ​​ou doentes, acelerar a longa viagem de laboratório para ensaio clínico. Além disso, já existe o sussurro da tecnologia organóides talvez sendo usado para substituir tecidos danificados ou mesmo órgãos no futuro: take células-tronco do paciente e cultivá-las em um novo fígado, coração, rim ou pulmão.

Até agora, os métodos estabelecidos de fazer Organóides possuem inconvenientes consideráveis: as células-tronco desenvolver incontrolavelmente em tecidos circulares e fechados que têm uma vida útil curta, bem como o tamanho e forma não-fisiológicos, os quais resultam em inconsistência anatómica e / ou fisiológico global com os órgãos da vida real.

Agora, os cientistas do grupo liderado por Matthias Lütolf no Instituto de Bioengenharia da EPFL ter encontrado uma maneira de "guia" células-tronco para formar um organóides intestinal que parece e funciona apenas como um tecido real. Publicado na Nature, o método explora a capacidade das células estaminais para crescer e organizar-se ao longo de uma estrutura de suporte em forma de tubo que imita a superfície do tecido nativo, colocado dentro de um chip de microfluidos (um chip com pequenas canais em que pequenas quantidades de fluidos pode ser manipulado precisamente).

Os investigadores da EPFL utilizado um laser para esculpir este andaime intestino em forma de dentro de um hidrogel, uma mistura suave de proteínas reticuladas encontrado na matriz extracelular do intestino suporte das células no tecido nativo. Além de ser o substrato sobre o qual as células estaminais pode crescer, o hidrogel, assim, também proporciona a forma ou de "geometria" que seria construir o tecido intestinal final.

Uma vez semeadas no intestino do tipo andaime, dentro de horas, as células estaminais se espalhar pelo andaime, que formam uma camada contínua de células com as suas estruturas de cripta e das vilosidades característicos-como domínios. Então veio a surpresa: os cientistas descobriram que as células-tronco apenas "sabia" como organizar-se a fim de formar uma pequena intestino funcional.

"Parece que a geometria do andaime hidrogel, com as suas cavidades em forma de cripta, influencia directamente o comportamento das células estaminais a fim de que eles são mantidos nas cavidades e diferenciar nas áreas externas, tal como no tecido nativo," diz Lütolf. As células-tronco não apenas adotar para a forma do andaime, que produziu todos os tipos de células-chave diferenciado encontrada no intestino de verdade, com alguns tipos de células raras e especializados normalmente não encontradas em Organóides.

tecidos intestinais são conhecidas para as mais elevadas taxas de renovação celular no organismo, resultando em uma quantidade enorme de células mortas derramam acumulando no lúmen das Organóides clássicos que crescem como esferas fechadas e requerem semanal decomporem-se em pequenos fragmentos de mantê-las em cultura. "A introdução de um sistema microfluídico permitiu-nos de forma eficiente orvalhar estes mini-tripas e estabelecer um sistema organóides homeostático longa vida em que o nascimento ea morte celular são equilibradas", diz Mike Nikolaev, o primeiro autor do artigo.

Os pesquisadores demonstram que estes intestinos miniatura compartilham muitas características funcionais com os seus homólogos em vivo. Por exemplo, eles podem regenerar após danos no tecido maciço e que pode ser utilizado para modelar processos inflamatórios ou interacções hospedeiro-microorganismo de uma maneira não previamente possível com qualquer outro modelo de tecido cultivado no laboratório.

Além disso, esta abordagem é largamente aplicável para o crescimento de tecidos em miniatura a partir de células estaminais derivadas de outros órgãos, tais como o pulmão, fígado e pâncreas, e a partir de biópsias de pacientes humanos. "Nossos programas de trabalho que a engenharia de tecidos pode ser usado para controlar o desenvolvimento organóides e construção Organóides da próxima geração com alta relevância fisiológica, abrindo perspectivas excitantes para a modelagem de doenças, descoberta de medicamentos, diagnósticos e medicina regenerativa", diz Lütolf.