Pirmo reizi pētnieki ir Smadzeņu 3D modeļi izveidoti, kas satur dažādus šūnu tipus no vairākiem cilvēkiem 1. Šie “ciemats bļodā” organoīdi varētu palīdzēt atklāt, kāpēc smadzeņu reakcija uz narkotikām dažādiem cilvēkiem atšķiras.

Citas komandas ir izveidojušas 2D smadzeņu šūnu šķēles no vairāk nekā viena cilvēka donora 2, taču šajā darbā tiek ziņots par spēcīgām 3D sistēmām, kas piemērotas pētniecībai.

"Tā ir patiešām spēcīga tehnoloģija un pieeja," saka Tomass Novakovskis, Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko biologs, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Viņš piebilst, ka daudzas grupas, iespējams, izmantos šo metodi. "Tas ir tehnisks šedevrs."

Šīs himēriskās kultūras, kuras autori sauc par himeroīdiem, apvieno līdz pat piecu donoru šūnas. Nākotnes versijās varētu izmitināt simtiem cilvēku šūnas. "Ko darīt, ja mēs kādu dienu varētu izmantot himeroīdus kā iemiesojumus, lai prognozētu individuālu reakciju uz jauniem ārstniecības līdzekļiem pirms to testēšanas izmēģinājumā? Man patīk iedomāties šādu nākotni," saka Paola Arlotta, cilmes šūnu biologe no Hārvardas universitātes Kembridžā, Masačūsetsā, un šodien publicētā pētījuma vecākā autore.Dabatika publicēts.

Tas prasa ciematu

Modeļu sistēmas, ko sauc par organoīdiem, atdarina orgānu šūnu sastāvu piemēram, zarnas un plaušas. Pētnieki tos izgatavo, mazgājot cilvēka donora cilmes šūnas precīzi izveidotā ķīmisko vielu kokteilī, kas stimulē cilmes šūnu attīstību visos šūnu tipos, kas parasti atrodas konkrētajā orgānā. Kultivēšanas apstākļi arī mudina šūnas apvienoties sarežģītā 3D formā.

Smadzeņu organoīdi ir īpaši lēni augoši un grūti apstrādājami, un pētnieki meklē labākus veidus, kā tos izveidot. Viena pieeja bija apvienot šūnas no vairākiem donoriem vienā organoīdā. Daudzdonoru šūnu klasterus varētu būt vieglāk apstrādāt un vienā modelī uztvert plašu cilvēka ģenētiku. Tomēr, tā kā vecāku cilmes šūnas aug dažādos ātrumos, strauji augošās līnijas neizbēgami pārņem.

No daudziem, viens

Arlota un viņas kolēģi ziņo, ka triks ir vispirms izveidot viena donora organoīdu sēriju. Tām nobriestot, šūnas visos organoīdos uzņem līdzīgus augšanas ātrumus. Homogenizējot šīs struktūras un apvienojot šūnas kopā, ir iespējams izaudzēt saliktu organoīdu. Autoru himeroīdi pēc trim mēnešiem ir paplašinājušies līdz aptuveni 3-5 milimetriem un satur tādus pašus šūnu tipus, kas atrodas augļa garozas audos.

"Tas ir patiešām liels progress," saka Roberts Vriess, organoīdu pētniecības uzņēmuma HUB Organoids rīkotājdirektors Utrehtā, Nīderlandē. Kopienai, kas pēta centrālo nervu sistēmu, "patiešām vajag vairāk organoīdu sistēmu".

Himeroīdiem vajadzētu ļaut pētniekiem noskaidrot, vai narkotikām būs atšķirīga ietekme uz dažādiem cilvēkiem. Kā pārbaudes gadījumu komanda apstrādāja multidonoru organoīdus ar neirotoksiskām zālēm. Etanols, kas izraisa augļa alkohola sindromu, samazināja šūnu skaitu vienā donora šūnu līnijā. Šūnas no šī donora auga ātrāk, ja tās tika kombinētas ar valproiskābi, pretepilepsijas līdzekli, kas ir saistīts ar paaugstinātu risku Autisma spektra traucējumi ir saistīta ar bērniemdzemdēsaskārās ar to.

Augšanas sāpes

Tomēr būs jāveic rūpīgs pēcpārbaudes darbs, lai nodrošinātu, ka himēriskajos modeļos novērotās sekas izriet no konkrētas šūnu līnijas ģenētikas, nevis no mijiedarbības starp cieši iesaiņotām šūnām, brīdina Vries.

Kimeroīdu ražošana ir arī darbietilpīga, piebilst Nowakowski, kurš pēta modeli savā laboratorijā. Taču automatizētajām šūnu kultūras sistēmām vajadzētu atvieglot darba slodzi un padarīt šos modeļus piemērotus efektīvākiem smadzeņu slimību eksperimentiem.