Miniserce z komórek macierzystych może pomóc leczyć wrodzone choroby

Organoidy wyhodowane z komórek macierzystych to maleńkie, trójwymiarowe formacje ludzkiej tkanki, które w znacznym stopniu odzwierciedlają strukturę, właściwości i funkcje pełnowymiarowych narządów.

Naukowcy od lat pracują nad stworzeniem miniaturowych narządów. Badacze z Michigan State University (USA) po raz pierwszy uzyskali w laboratorium miniaturowy model ludzkiego serca.

Miniserce z komórek macierzystych może pomóc leczyć wrodzone choroby

Miniserce wykonano z pomocą nowej struktury komórek macierzystych, która naśladuje środowiska rozwojowe embrionu i płodu - indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.

"Przeprowadziliśmy bioinżynieryjny proces, który pozwala komórkom macierzystym rozwinąć się tak, jak w embrionie, do różnych typów komórek i struktur obecnych w sercu" - wyjaśnił dr Aitor Aguirre, adiunkt w dziedzinie inżynierii biomedycznej w Instytucie Ilościowych Nauk i Inżynierii Zdrowia przy Michigan State University.

"Dajemy komórkom instrukcje, a one "wiedzą", co mają zrobić, gdy zostaną spełnione wszystkie odpowiednie warunki" - dodał.

Ludzkie miniserce zawiera wszystkie pierwotne typy komórek tego narządu, strukturę komór i tkanki naczyniowej. Cały proces trwał zaledwie kilka tygodni, co pozwoliło naukowcom obserwować w czasie rzeczywistym proces wzrostu ludzkiego serca płodu.

Zdaniem badaczy, stworzone w ten sposób organoidy pomogą lepiej zrozumieć rozwój serca płodu i właściwości tego narządu. 

"Te małe serca stanowią niezwykle istotne modele do badania wszystkich rodzajów zaburzeń serca z niespotykaną wcześniej precyzją" - podkreślił Aitor Aguirre.

"Obecnie w laboratorium wykorzystujemy organoidy serca do modelowania wrodzonej choroby serca" - najczęstszej wady wrodzonej u ludzi, która dotyka prawie 1 proc. noworodków - wskazał adiunkt z Michigan State University.

"Dzięki organoidom możemy badać pochodzenie wrodzonych chorób serca i znaleźć sposoby, aby im zapobiec" - dodał.

Zdaniem badacza miniaturowe serce stworzone z komórek macierzystych można by wykorzystać do badania nie tylko wrodzonych chorób serca, lecz także innych schorzeń sercowo-naczyniowych, takich jak kardiotoksyczność wywołana chemioterapią i wpływ cukrzycy na rozwijające się serce płodu.

Naukowcy przekonują, że organoidy ludzkie już same w sobie stanowią wyrafinowane narzędzie do badań. Ten postęp umożliwia też naukowcom badanie współdziałania ludzkich tkanek. Może to ograniczyć potrzebę badań nad lekami pochodzenia zwierzęcego, przyspieszy koncepcję medycyny precyzyjnej, a pewnego dnia doprowadzi do produkcji tkanek do przeszczepów w laboratoriach. 

Miniaturowy model ludzkiego serca to niejedyny organoid

Dotychczas naukowcom z Centrum Medycznego Szpitala Dziecięcego w Cincinnati (USA) udało się wyhodować jelita zawierające kosmki wchłaniające składniki odżywcze, organoidy żołądka wytwarzające kwasy trawienne, a także połączony zestaw trzech narządów: wątroby, trzustki i dróg żółciowych. Niedawno powstał też miniaturowy model nerek.

Źródło: Innowacje Newseria.

PRZECZYTAJ TAKŻE: Przełomowa technologia mapowania serca 3D już w Polsce

Prof. Adam Witkowski: Pacjenci po zawale serca nie muszą umierać po wyjściu ze szpitala