Органоиды быстро становятся передовыми инструментами современных наук о жизни. Идея состоит в том, чтобы использовать стволовые клетки для создания миниатюрных тканей и органов, которые точно напоминают и ведут себя как настоящие аналоги.
От фундаментальных биологических исследований до разработки и тестирования лекарств органоиды могут дополнять испытания на животных, предоставляя здоровые или больные ткани человека, ускоряя длительный путь от лаборатории до клинических испытаний. Кроме того, существует возможность использования органоидной технологии для замены поврежденных тканей или даже органов в будущем, взяв стволовые клетки у пациента и вырастив их в новую печень, сердце, почку или легкое.
До сих пор установленные методы получения органоидов имеют значительные недостатки: стволовые клетки неконтролируемо развиваются в круглые и замкнутые ткани с коротким сроком службы, а также нефизиологическими размерами и формой, что приводит к общей анатомической и / или физиологической несогласованности. с настоящими органами.
Теперь ученые из группы, возглавляемой Маттиасом Лютольфом из Института биоинженерии EPFL, нашли способ направлять стволовые клетки в формирование органоида кишечника, который выглядит и функционирует так же, как настоящая ткань. Опубликованный в журнале Nature , метод использует способность стволовых клеток расти и организовываться на каркасе в форме трубки, имитирующем поверхность нативной ткани, помещенной внутри микрожидкостного чипа.
Исследователи EPFL использовали лазер для создания этого каркаса в форме кишечника внутри гидрогеля, мягкой смеси сшитых белков, обнаруженных во внеклеточном матриксе кишечника, поддерживающих клетки в нативной ткани. Помимо того, что гидрогель является субстратом, на котором могут расти стволовые клетки, он также обеспечивает форму или «геометрию», которые позволят построить окончательную ткань кишечника.
Биоинженеры из EPFL создали миниатюрные кишечники в чашке, которые анатомически и функционально соответствуют реальной вещи лучше, чем любые другие модели тканей, выращенные в лаборатории. Биологическая сложность и долговечность новой технологии органоидов - важный шаг на пути к тестированию лекарств, персонализированной медицине и, возможно, когда-нибудь, трансплантации. Кредит: EPFL
После посева в подобный кишечнику каркас в течение нескольких часов стволовые клетки распространяются по нему, образуя непрерывный слой клеток с характерными структурами крипт и ворсинчатыми доменами. Затем последовал сюрприз: ученые обнаружили, что стволовые клетки автоматически устроились, чтобы сформировать функциональную крошечную кишку.
