Исследования по органоиды это революционизирует способ изучения человеческих органов. Эти крошечные миниатюрные модели, размером в несколько миллиметров, позволяют нам внимательно наблюдать, как развиваются ткани и что происходит, когда они болеют. Команда немецких исследователей пошла еще дальше и создала первый органоид, сочетающий развитие сердца с производством крови.
Развитие миниатюрного сердца
Исключительная веха была достигнута в исследовательских лабораториях Лейбниц для биотехнологии и искусственных органов Ганноверская Медицинская Школа. Команда под руководством доктора Роберт Цвайгердт разработала сердечный органоид, способный вырабатывать кровь, открывая новые горизонты в понимании эмбрионального развития человека.
Органоид был создан из плюрипотентные стволовые клетки человека, клеточные элементы с уникальными свойствами, которые можно выращивать бесконечно и дифференцировать в клетки любого типа. Благодаря использованию биологических и химических сигналов, встроенных в матрицу гидрогеля, исследователи смогли направить эти клетки к образованию трехмерных агрегатов.
Процесс занимает от 10 до 14 дней, в течение которых развиваются сложные структуры, состоящие как минимум из семи различных, четко организованных типов клеток и тканей. Меня особенно поражает то, как этот мини-орган точно повторяет многослойную структуру эмбрионального сердца.
Сердечный органоид — инновационная модель для исследований
Врач Мириана Дардано, первый автор исследования, опубликованного в Природа Клеточная биология (Я связываю это здесь), объяснил, как команде удалось добавить плотный эндотелиальный слой к органоиду сердца, который выстилает кровеносные сосуды и из которого возникают клетки-предшественники крови.
Этот результат представляет первая в своем роде модель человека, объединяющая все ткани после эмбрионального развития. Врач Лика Драхлис, соруководитель исследования, подчеркивает, что это исследование позволяет другим исследователям изучать взаимодействие между различными тканями во время кроветворения в клеточной культуре.
Органоиды оказываются ценным инструментом не только для фундаментальных исследований, но и для изучения таких заболеваний, как COVID-19, который поражает как сердце, так и кровеносные сосуды. В некоторых случаях эти модели может оказаться более эффективным, чем исследования на животных, поскольку результаты легче перенести на человека.
Будущие перспективы
Разработанный командой принцип производства органоидов оказался гибким, как конструктор. Исследователи ЛЕБАО они уже работают над новым протоколом дифференцировки, позволяющим превращать плюрипотентные стволовые клетки в клетки других органов.
«В некоторых случаях это работает даже лучше, чем, например, модели на животных, потому что они подвержены другим биологическим воздействиям, и результаты могут быть перенесены на человека лишь в ограниченной степени», — объясняет один из ученых.
Эта технология открывает путь к разработке новой модели многотканного органоида для будущих медицинских исследований. Команда уже изучает возможности применения за пределами сердца и крови с целью создания все более комплексной платформы для изучения болезней и разработки новых методов лечения.
Способность этих органоидов одновременно моделировать развитие сердца и выработку крови представляет собой поворотный момент в биомедицинских исследованиях. Мне интересно думать о потенциальных применениях этой технологии: от понимания болезней сердца до тестирования новых лекарств и разработки персонализированных методов лечения.
Продолжайте в том же духе, дорогие исследователи: спасибо. От души, очевидно.
