A kutatók most először Az agy 3D-s modelljei létre, amelyek több ember különböző sejttípusait tartalmazzák 1. Ezek a „falu egy tálban” organoidok segíthetnek feltárni, hogy az agy drogokra adott válasza miért változik személyenként.

Más csapatok 2D-s agysejtszeleteket hoztak létre egynél több emberi donorból 2, de ez a munka robusztus, kutatásra alkalmas 3D-rendszerekről számol be.

„Ez egy igazán hatékony technológia és megközelítés” – mondja Tomasz Nowakowski, a San Francisco-i Kaliforniai Egyetem biológusa, aki nem vett részt a tanulmányban. Sok csoport valószínűleg ezt a módszert fogja használni, teszi hozzá. – Ez egy technikai remekmű.

Ezek a kiméra kultúrák, amelyeket a szerzők kiméroidoknak neveznek, legfeljebb öt donor sejtjeit kombinálják. A jövőbeli verziók több száz ember sejtjeit is elhelyezhetik. "Mi lenne, ha egy napon a kiméroidokat avatárként használhatnánk, hogy megjósolhassuk az új terápiákra adott egyéni reakciókat, mielőtt kipróbálnánk őket? Szeretem elképzelni ezt a jövőt" - mondja Paola Arlotta, a massachusettsi Cambridge-i Harvard Egyetem őssejtbiológusa és a ma közzétett tanulmány vezető szerzője.Természetmegjelent.

Egy falu kell hozzá

Az organoidoknak nevezett modellrendszerek a szervek sejtösszetételét utánozzák mint a belek és a tüdő. A kutatók úgy állítják elő ezeket, hogy emberi donorból származó őssejteket fürdenek egy pontosan összeállított vegyi anyagok koktéljában, ami arra ösztönzi az őssejteket, hogy az adott szervben jellemzően jelen lévő összes sejttípusba fejlődjenek. A tenyésztési körülmények arra is ösztönzik a sejteket, hogy összetett 3D alakzattá álljanak össze.

Az agyi organoidok különösen lassan növekednek és nehezen kezelhetők, ezért a kutatók jobb módszereket keresnek ezek előállítására. Az egyik megközelítés az volt, hogy több donortól származó sejteket egyetlen organoidba egyesítettek. A többdonor sejtklaszterek könnyebben kezelhetők és egyetlen modellben rögzíthetők a sokféle emberi genetika. Mivel azonban a szülői őssejtek eltérő ütemben növekednek, a gyorsan növekvő vonalak elkerülhetetlenül átveszik a hatalmat.

A sok közül egyet

Arlotta és kollégái szerint a trükk az, hogy először létre kell hozni egy-egy donor organoidok sorozatát. Ahogy ezek érnek, az összes organoid sejtje hasonló növekedési ütemet vesz fel. Ezeknek a struktúráknak a homogenizálásával és a sejtek egyesítésével kompozit organoidot lehet növeszteni. A szerzők kiméroidjai három hónap után körülbelül 3-5 milliméteresre bővültek, és ugyanazokat a sejttípusokat tartalmazzák, mint a magzati kéregszövetben.

„Ez igazán nagy előrelépés” – mondja Robert Vries, a HUB Organoids organoidkutató cég ügyvezető igazgatója Utrechtben, Hollandiában. A központi idegrendszert kutató közösségnek „valóban több organoid rendszerre van szüksége”.

A kiméroidoknak lehetővé kell tenniük a kutatók számára, hogy kiderítsék, vajon a gyógyszerek eltérő hatással lesznek-e a különböző emberekre. Próbaként a csapat neurotoxikus gyógyszerekkel kezelte a multidonor organoidokat. A magzati alkoholszindrómát okozó etanol csökkentette a sejtek számát egyetlen donor sejtvonalban. Az ettől a donortól származó sejtek gyorsabban növekedtek, ha valproinsavval kombinálták, egy epilepszia elleni gyógyszerrel, amely fokozott kockázattal jár. Autizmus spektrum zavar gyerekekhez kötődikméhen belülkapcsolatba került vele.

Növekedési fájdalmak

Mindazonáltal gondos nyomon követési munkára lesz szükség annak biztosítására, hogy a kiméra modellekben megfigyelt hatások egy adott sejtvonal genetikájából származzanak, és ne a szorosan egymásra épülő sejtek közötti kölcsönhatásból – figyelmeztet Vries.

A kiméroidok előállítása is munkaigényes – teszi hozzá Nowakowski, aki laboratóriumában tanulmányozza a modellt. Az automatizált sejttenyésztő rendszereknek azonban könnyíteniük kell a munkaterhelést, és alkalmassá kell tenniük ezeket a modelleket az agybetegségekkel kapcsolatos hatékonyabb kísérletekre.