Ученые разработали идеальный гель для выращивания органоидов

0
Кишечные органоиды растут в синтетическом гидрогеле
Кишечные органоиды растут в синтетическом гидрогеле

Ученые разработали гель для выращивания уменьшенных органов тела, которые могут быть использованы в клинической диагностике и при разработке лекарственных средств.

Органоиды — миниатюрные органы. Их можно вырастить в лаборатории из стволовых клеток человека.

Они могут быть использованы для моделирования заболеваний, а в будущем, для тестирования препаратов или даже для замены поврежденных тканей у пациентов.

Кишечные органоиды растут в синтетическом гидрогеле
Кишечные органоиды растут в синтетическом гидрогеле

Но в настоящее время органоиды очень трудно вырастить стандартизированным и контролируемым способом. Это камень преткновения в их разработке и использовании. Ученые EPFL теперь решили эту проблему путем разработки запатентованного «гидрогеля», который обеспечивает полностью управляемый и настраиваемый способ выращивания органоидов.

Процесс начинается со стволовых клеток — незрелых клеток, которые могут вырасти в любой тип клеток человеческого организма и играют ключевую роль в функции регенерации тканей. Для формирования органоидов стволовые клетки выращивают внутри гелей, содержащих смесь биомолекул, способствующих обновлению клеток, стволовых клеток и дифференцировке.

Задача гелей – имитировать естественную среду, обеспечивая их так называемым “внеклеточным матриксом”. На этой основе стволовым клеткам легче строить определенные ткани организма.

Стволовые клетки прилипают к внеклеточной матрице геля, а затем «самоорганизуются» в миниатюрные органы (сетчатки, почки или части кишечника). Эти крошечные органы сохраняют ключевые аспекты биологии реальных человеческих органов и могут быть использованы для изучения заболеваний или испытаний лекарственных средств, прежде чем перейти к испытаниям на людях.

Но нынешние гели, используемые получены от мышей, и возникают проблемы.

Во-первых, это невозможность контролировать их состав от партии к партии, что может привести к непоследовательному поведению стволовых клеток.

Во-вторых, их биохимическая сложность делает очень трудной отлаживание параметров, влияющих на рост органоидов (например, биологические молекулы, механические свойства и т.д.).

Лаборатория Маттиаса Lutolf в Институте EPFL по биоинженерии разработала синтетический «гидрогель», который не имеет тех проблемных моментов при использовании, как современные гели, получаемые из природных источников. Запатентованный гель изготовлен из воды и полиэтиленгликоля.

Данное вещество широко используется сегодня в различных формах, от кремов для кожи и зубных паст до промышленного применения.

Именно из-за своей искусственности новый гидрогель легко контролируется по химическому составу и основным свойствам.

Все показатели легко воспроизводить и контролировать от партии к партии. Благодаря своей искусственности он не несет никакого риска инфекции и не вызывает иммунный ответ.

Лаборатория Lutolf в настоящее время исследует другие типы стволовых клеток с целью расширения возможностей применения их гидрогеля для выращивания других тканей.

Материалы опубликованы в журнале Nature.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ