Katalonijos bioinžinerijos instituto (IBEC) atliktame tyrime aprašomas naujas požiūris į laboratorijoje gaminamus mini inkstus, kurie imituoja sudėtingą kraujagyslę, panašią į žmogaus inkstų savybes. Šie „asembloidai“ sukuriami sujungiant 3D inkstų organoidus su endotelio organoidais.
Organoidai yra trimatės struktūros, auginamos in vitro, imituojančios organų funkciją ir yra perspektyvi ligų modeliavimo ir vaistų patikros priemonė. Tačiau šiems mažiems organams dėl jų sudėtingumo dažnai trūksta nervų, imuninės ar kraujagyslių sistemos.
Laboratorijoje atkurti sudėtingą inkstų, labai perfuzinio audinio, kraujagyslių sistemą mokslininkams buvo iššūkis daugiau nei dešimtmetį. Dabar publikuotas straipsnis Pažangios medžiagosaprašo metodą, kuris dar niekada nebuvo išbandytas:
„Surinkome inkstų organoidus su kraujagysliniais organoidais. Kad šis procesas būtų sėkmingas, labai svarbu nustatyti idealų laiką jiems prisijungti, atsižvelgiant į kiekvieno organoido vystymosi stadiją”, – aiškina Núria Montserrat Pulido, ICREA tyrimų profesorė, vyriausioji tyrėja. IBEC ir tyrimo vadovas.
„Kai šie du organoidų tipai yra kartu, jie pradeda sąveikauti vos per tris valandas. Šio proceso rezultatas yra tikrai įspūdingas”, – sako ji.
Šios išvados ne tik suteikia vertingų įžvalgų apie inkstų organoidų vystymąsi, bet ir sudaro pagrindą naujų metodų, skirtų šiems organoidams vaskuliarizuoti, kūrimui. Tai galėtų būti pritaikyta organoidų transplantacijai klinikinėje aplinkoje ir kraujagyslių disfunkcijos tyrimui sergant žmonių ligomis.
„Jei norime modeliuoti sistemines patologijas, kurios paveikia inkstus per kraują, pvz., autoimuninę ligą ar diabetą, mes turime turėti šią kraujagyslių sistemą savo organoiduose. Taip pat manome, kad šiame tyrime taikytas metodas galėtų taip pat gali būti taikomi kitiems organoidiniams modeliams“, – sako Elena Garreta Bahima, IBEC Montserato grupės tyrėja ir pirmoji tyrimo autorė.
Kitas žingsnis, pasak Montserrat, bus šių vaskuliarizuotų organoidų įvedimas į mikroskysčių lustą, kad būtų galima atlikti dar labiau specializuotus tyrimus, kad būtų galima imituoti sąlygas, atsirandančias esant sudėtingoms ligoms, ir sudaryti sąlygas kraujagyslėms susijungti su kitais organoidais, pvz. kaip širdies organoidai, darbai, kurie šiuo metu atliekami IBEC laboratorijoje.
Spausdinimas su ląstelėmis
Ankstesniuose tyrimuose komanda pastebėjo, kad jų sukurti inkstų organoidai turi kraujagyslių komponentą: endotelio ląsteles, ląsteles, kurios galiausiai sudaro kraujagysles. Naudodami kiaulių ar žmogaus inkstų audinius, jie sukūrė biologiškai suderinamą hidrogelį, kuris galėtų būti naudojamas kaip 3D spausdinimo rašalas.
Tuo remdamiesi jie nusprendė supaprastinti sistemą, kad ji būtų prieinamesnė ir ekonomiškesnė. Tarp visų baltymų, sudarančių hidrogelį, jie pasirinko kolageną I, vieną gausiausių baltymų tarpląstelinėje inkstų audinio matricoje, ir sukūrė biologiškai suderinamą gelį, su kuriuo patvirtino savo eksperimentinius rezultatus.
Šis darbas yra svarbus etapas naujų ir pažangių terapijų, vienos iš pagrindinių IBEC tyrimų sričių, srityje. Šios terapijos yra naujoviški medicininiai gydymo būdai, kuriuose naudojamos pažangiausios technologijos sudėtingoms ligoms ir būklei gydyti.
Tyrimas taip pat subūrė mokslininkus iš kitų centrų, kurie yra Carlos III sveikatos instituto (PISCIII-BB) Nacionalinės biomodelių ir biobankų platformos dalis, pabrėžiant tinklo bendradarbiavimo svarbą apibrėžiant biomedicininius sprendimus, pagrįstus bioinžinerija.
Ši platforma, kurią koordinuoja Núria Montserrat, IBEC klinikinio vertimo iniciatyvų direktoriaus pavaduotoja, teikia aukšto lygio mokslines ir technologines paslaugas integruodama ir koordinuodama visų savo padalinių veiklą, atsižvelgdama į Nacionalinės sveikatos sistemos poreikius, be valdymo. daugiau nei 500 000 biologinių mėginių ir susijusių klinikinių duomenų.
Be IBEC, Navaros universiteto Taikomųjų medicinos tyrimų centras (CIMA), A Coruña Biomedicininių tyrimų institutas (INIBIC), Leartiker technologijų centras (Baskų kraštas), Hospital Clínic de Barcelona ir Gregorio Marañón Tyrime dalyvavo Bendroji universitetinė ligoninė (Madridas).
Pateikė Katalonijos bioinžinerijos institutas (IBEC)