Cercetătorii au reușit să crească vase de sânge reale în organe create în laborator

Două echipe independente de cercetători au găsit o metodă revoluționară de a dezvolta vase de sânge în interiorul organelor cultivate în laborator, deschizând noi orizonturi în studiul bolilor și în testarea medicamentelor.

Crearea organelor miniaturale – organoizi – cum sunt inimile, ficatul sau plămânii în miniatură, a fost o direcție importantă în cercetarea biomedicală. Acești organoizi permit studierea bolilor și testarea medicamentelor într-un mod mult mai apropiat de realitate decât modelele tradiționale.

• Câtă energie consumă creierul uman? Vom putea construi vreodată un computer la fel de eficient?
• Test de cultură generală. Ghimbirul este legumă sau fruct?

Însă până acum lipsea un element esențial: rețeaua vasculară. Organele reale au nevoie de un flux constant de sânge, nutrienți și oxigen pentru a funcționa corect. Fără vase de sânge, organoizii nu pot crește suficient, nu pot funcționa complet sau nu ajung la maturitate.

Acum, două studii publicate în revistele Science și Cell au prezentat o abordare inovatoare: dezvoltarea vaselor de sânge concomitent cu țesutul organului, chiar din primele etape de creștere, nu ca un adaos ulterior.

Pornind de la celule stem pluripotente – „celulele-maestre” capabile să devină aproape orice tip celular – cercetătorii au reușit să „antreneze” aceste celule să formeze simultan țesutul pulmonar și vasele de sânge.

O metodă revoluționară

O echipă de la Universitatea California a început prin a încerca să creeze separat țesutul pulmonar și vasele de sânge, folosind markeri fluorescenti pentru a le diferenția. Surprinzător, au observat că ambele tipuri de țesuturi se dezvoltau împreună din aceeași sursă, fenomen adesea considerat „contaminare”.

Echipa a dezvoltat o strategie care permite dezvoltarea simultană a țesutului pulmonar și a vaselor de sânge, replicând mai fidel dezvoltarea naturală a plămânilor. Acest model a produs mini-organe cu o diversitate celulară mai mare, o structură tridimensională îmbunătățită, o supraviețuire crescută a celulelor și o maturizare superioară comparativ cu modelele anterioare.

Când au transplantat acești organoizi pulmonari în șoareci, aceștia au evoluat formând diverse tipuri de celule și chiar saci alveolari, esențiali pentru schimbul de gaze.

Echipa a început imediat să utilizeze aceste modele pentru a studia o boală pulmonară rară și gravă a nou-născuților, displazia capilară alveolară cu desincronizare a venelor pulmonare (ACDMPV), cauzată de mutații genetice.

Strategia permite dezvoltarea simultană a țesutului pulmonar și a vaselor de sânge

În paralel, la Stanford Medicine, o altă echipă condusă de dr. Oscar Abilez a obținut rezultate remarcabile în creșterea organoizilor de inimă și ficat, dotați cu propriile rețele funcționale de vase de sânge, scrie InterestingEngineering.

Echipa lui Abilez a testat 34 de combinații diferite de factori de creștere pentru a genera toate tipurile celulare din inima umană, inclusiv rețeaua vasculară.

După două săptămâni, o rețetă numită „condiția 32” a produs organoizi colorați, indicând o abundență ridicată de cardiomiocite (celule musculare cardiace), celule endoteliale și celule musculare netede.

Microscopia 3D a arătat o structură organizată: cardiomiocitele și celulele musculare netede erau în interior, iar celulele endoteliale formau o rețea ramificată de vase de sânge asemănătoare capilarelor. Mai mult, analiza prin secvențierea ARN-ului la nivel de celulă unică a evidențiat prezența aproape tuturor celorlalte tipuri celulare specifice inimii, o descoperire neașteptată și pozitivă.

Aceste progrese în dezvoltarea organoizilor vascularizați reprezintă un salt major în înțelegerea dezvoltării umane și a bolilor, oferind platforme mult mai realiste pentru studii și potențiale terapii.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii sunt cu un pas mai aproape de crearea sângelui artificial

A fost descoperit un nou tip de sânge. „Singurul caz cunoscut din lume”

Un nou test de sânge poate depista cancerul cu trei ani înainte de diagnostic

Un nou test de sânge poate detecta 12 tipuri de cancer înainte ca simptomele să apară