Po prvi put, istraživači su 3D modeli mozga stvorene koje sadrže različite vrste stanica od više ljudi 1. Ovi organoidi "sela u zdjeli" mogli bi pomoći otkriti zašto odgovor mozga na lijekove varira od osobe do osobe.

Drugi timovi stvorili su 2D rezove moždanih stanica više od jednog ljudskog donora 2, ali ovaj rad izvještava o robusnim 3D sustavima pogodnim za istraživanje.

"To je stvarno moćna tehnologija i pristup", kaže Tomasz Nowakowski, biolog sa Sveučilišta Kalifornija u San Franciscu, koji nije bio uključen u studiju. Mnoge će skupine vjerojatno koristiti ovu metodu, dodaje. "To je tehničko remek-djelo."

Ove himerne kulture, koje autori nazivaju himeroidima, kombiniraju stanice do pet donora. Buduće verzije mogle bi udomiti ćelije stotina ljudi. "Što ako bismo jednog dana mogli upotrijebiti himeroide kao avatare za predviđanje pojedinačnih odgovora na nove terapije prije nego što ih testiramo u ispitivanju? Volim zamišljati tu budućnost", kaže Paola Arlotta, biologinja matičnih stanica sa Sveučilišta Harvard u Cambridgeu, Massachusetts, i viša autorica studije objavljene danas uPrirodaobjavljena je.

Potrebno je selo

Modelni sustavi zvani organoidi oponašaju stanični sastav organa poput crijeva i pluća. Istraživači ih proizvode kupanjem matičnih stanica ljudskog donora u precizno formuliranom koktelu kemikalija, koji potiče matične stanice da se razviju u sve tipove stanica tipično prisutne u određenom organu. Uvjeti kulture također potiču stanice da se spoje u složeni 3D oblik.

Moždani organoidi posebno sporo rastu i njima je teško rukovati, a istraživači traže bolje načine za njihovu proizvodnju. Jedan pristup bio je kombinirati stanice više donora u jedan organoid. Klasterima stanica s više donora moglo bi biti lakše rukovati i obuhvatiti široku paletu ljudske genetike u jednom modelu. Međutim, budući da roditeljske matične stanice rastu različitim brzinama, brzorastuće linije neizbježno preuzimaju primat.

Od mnogih, jedan

Trik je, izvješćuju Arlotta i njezini kolege, prvo stvoriti niz organoida jednog donora. Kako oni sazrijevaju, stanice u svim organoidima poprimaju slične stope rasta. Homogeniziranjem ovih struktura i spajanjem stanica, moguće je uzgojiti kompozitni organoid. Autorovi himeroidi proširili su se na oko 3-5 milimetara nakon tri mjeseca i sadrže iste vrste stanica koje su prisutne u kortikalnom tkivu fetusa.

"Ovo je stvarno veliki napredak", kaže Robert Vries, direktor tvrtke za istraživanje organoida HUB Organoids u Utrechtu, Nizozemska. Zajednica koja proučava središnji živčani sustav "stvarno treba više organoidnih sustava."

Chimeroidi bi trebali omogućiti istraživačima da otkriju hoće li lijekovi imati različite učinke na različite ljude. Kao testni slučaj, tim je tretirao multidonorske organoide neurotoksičnim lijekovima. Etanol, koji uzrokuje fetalni alkoholni sindrom, smanjio je broj stanica u staničnoj liniji jednog donora. Stanice ovog donora rasle su brže u kombinaciji s valproinskom kiselinom, antiepileptičkim lijekom koji je povezan s povećanim rizikom od Poremećaj autističnog spektra povezuje se s djecomu maternicidošao u kontakt s njim.

Bolovi rasta

Međutim, bit će potrebno pažljivo praćenje kako bi se osiguralo da učinci uočeni u himernim modelima proizlaze iz genetike određene stanične linije, a ne iz interakcije između blisko zbijenih stanica, upozorava Vries.

Kimeroidi su također radno intenzivni za proizvodnju, dodaje Nowakowski, koji proučava model u svom laboratoriju. Ali automatizirani sustavi stanične kulture trebali bi olakšati posao i učiniti te modele prikladnima za učinkovitije eksperimente s bolestima mozga.