En illustration af replica menneskers blodkar er skabt af forskere.Illustration: IMBA
Et internationalt hold af forskere, der hævder, at de har trukket sig væk fra en første: Tre-dimensionelle kopier af menneskers blodkar, der er dyrket i en petriskål. Trippy realisering, er beskrevet i et nyt papir ud onsdag i Naturen, vil forhåbentlig lad os til bedre at forstå og studere ødelæggende sygdomme som diabetes.
Mennesker med diabetes er en tilstand præget af kronisk højt blodsukker—ofte udvikle dårlig blodcirkulation. Hjerteanfald, slagtilfælde, og selv ben amputation i sidste ende kan ske som et resultat. Forskerne kan bruge dyr, herunder mus, til at studere udviklingen af diabetes. Men disse mus modeller ikke kan indfange alle aspekter af diabetes, som vi ser i mennesker, herunder hvordan det skader blodkar.
Ideelt set, du ønsker at se virkningerne af en eventuel sygdom på noget, der ligner mennesker så tæt som muligt. Lille lab-vokset organer, eller organoids som forskerne kalder dem, er dukket op i de seneste år som en fristende mulighed for at gøre netop det. Indtil nu er det dog forskerne bag den aktuelle undersøgelse sige, vi havde ikke virkelig genskabt menneskers blodkar i laboratoriet. Men dem, som denne forskning team “perfekt,” i henhold til University of British Columbia pressemeddelelse.
“Vores organoids ligner mennesker kapillærer til en stor udstrækning, selv på et molekylært niveau, og vi kan nu bruge dem til at undersøge blodkar sygdomme direkte på det menneskelige væv,” hovedforfatter Reimer Wimmer, en postdoc på Institut for Molekylær Bioteknologi Austrian Academy of Sciences (IMBA) i Wien, sagde i en erklæring.
Den organoids blev dyrket fra stamceller er umodne celler, der kan blive til mere end én type celle. Ligesom med mennesker, de kopier, der blev fundet at have et netværk af kapillærer belagt med kælder membran, en form for bindevæv, der bidrager til at støtte og give fartøjer struktur.
Wimmer og hans team gik videre med deres kopier, transplantere dem ind i mus uden nogen immunsystemet (et skridt, der ville forhindre dem i at afvise donor væv). Den organoids nemt tog til deres nye hjem, tilslutning til mus native-kar-systemet, og der er udviklet yderligere i en træ-lignende netværk af arterier, små vener og arterioler (grene af en arterie, der flow i kapillærer).
Hvad er mere, de var endda i stand til at genskabe “diabetes” blodkar, der er kendetegnet ved en fortykkelse af basalmembranen. I forsøg med mus, og understøtter tidligere forskning, de har fundet bevis for, at en signalering vej, som involverer protein NOTCH-3 spillede en central rolle i at skabe den fortykkelse set i blodkar af mennesker med diabetes. Der blokerer for et andet protein som mål NOTCH-3, γ-secretase, syntes også at forhindre denne skade, der sker.
Resultaterne af disse forsøg, siger forskerne, viser, at disse fartøjer kan være en bedre model til at studere diabetes end traditionelle mus-modeller. Og på grund af, hvor vigtig vores kredsløbssygdomme til resten af kroppen, er potentialet for, at disse lab-vokset kopier strækker sig langt ud over diabetes forskning.
“Hvert eneste organ i vores krop er forbundet med kredsløbssygdomme,” sagde den ledende forfatter Josef Penninger, stiftende direktør for IMBA og nuværende direktør for Life Sciences Institute på University of British Columbia, i en erklæring. “Kar organoids genereret fra [stammen] celler repræsenterer et spil-skiftende model—giver os mulighed for at opklare etiologies og behandlinger for et bredt spektrum af vaskulære sygdomme, lige fra diabetes, Alzheimers sygdom, hjerte-kar-sygdomme, sårheling, eller et slagtilfælde, til cancer.”
Blodkarrene er kun det seneste grænse i organoid udvikling. Forskere har allerede skabt miniature udgaver af en mave, lunger, og selv udvikle hjernen. Disse organoids har været brugt til at studere virkningerne af alt fra cystisk fibrose til Zika virus.
[Naturen via IMBA]
Dele Denne Historie