Pentru prima dată, cercetătorii au Modele 3D ale creierului create care conțin diferite tipuri de celule de la mai multe persoane 1. Acești organoizi „sat într-un castron” ar putea ajuta la dezvăluirea de ce răspunsul creierului la medicamente variază de la persoană la persoană.

Alte echipe au creat felii 2D de celule cerebrale de la mai mult de un donator uman 2, dar această lucrare raportează sisteme 3D robuste potrivite pentru cercetare.

„Este o tehnologie și o abordare cu adevărat puternice”, spune Tomasz Nowakowski, biolog la Universitatea din California, San Francisco, care nu a fost implicat în studiu. Multe grupuri vor folosi probabil această metodă, adaugă el. „Este o capodopera tehnica.”

Aceste culturi himerice, pe care autorii le numesc himeroizi, combină celule de la până la cinci donatori. Versiunile viitoare ar putea găzdui celule de la sute de oameni. „Dacă într-o zi am putea folosi himeroizii ca avataruri pentru a prezice răspunsurile individuale la noi terapii înainte de a le testa într-un studiu? Îmi place să-mi imaginez viitorul”, spune Paola Arlotta, biolog de celule stem la Universitatea Harvard din Cambridge, Massachusetts, și autor principal al studiului publicat astăzi înNaturăa fost publicat.

Este nevoie de un sat

Sistemele model numite organoizi imită compoziția celulară a organelor precum intestinele și plămânii. Cercetătorii le produc prin îmbăierea celulelor stem de la un donator uman într-un cocktail de substanțe chimice formulate cu precizie, care stimulează celulele stem să se dezvolte în toate tipurile de celule prezente în mod obișnuit într-un anumit organ. Condițiile de cultură încurajează, de asemenea, celulele să se reunească într-o formă 3D complexă.

Organoizii creierului au o creștere deosebită lentă și dificil de manipulat, iar cercetătorii caută modalități mai bune de a le produce. O abordare a fost combinarea celulelor de la mai mulți donatori într-un singur organoid. Grupurile de celule multidonatoare ar putea fi mai ușor de manipulat și de capturat o mare varietate de genetică umană într-un singur model. Cu toate acestea, deoarece celulele stem părinte cresc cu ritmuri diferite, liniile cu creștere rapidă preiau inevitabil controlul.

Din multe, una

Trucul, raportează Arlotta și colegii ei, este de a crea mai întâi o serie de organoizi cu un singur donator. Pe măsură ce acestea se maturizează, celulele din toate organoidele presupun rate de creștere similare. Prin omogenizarea acestor structuri și reunirea celulelor împreună, este posibil să crească un organoid compozit. Himeroizii autorilor s-au extins la aproximativ 3-5 milimetri după trei luni și conțin aceleași tipuri de celule prezente în țesutul cortical fetal.

„Acesta este un progres foarte mare”, spune Robert Vries, directorul general al companiei de cercetare organoizi HUB Organoids din Utrecht, Olanda. Comunitatea care studiază sistemul nervos central „are nevoie cu adevărat de mai multe sisteme organoide”.

Chimeroizii ar trebui să permită cercetătorilor să descopere dacă medicamentele vor avea efecte diferite asupra diferiților oameni. Ca caz de testare, echipa a tratat organoizii multidonatori cu medicamente neurotoxice. Etanolul, care provoacă sindromul alcoolic fetal, a redus numărul de celule dintr-o singură linie celulară donatoare. Celulele de la acest donator au crescut mai repede atunci când sunt combinate cu acid valproic, un medicament antiepileptic care este asociat cu un risc crescut de Tulburarea spectrului autist este asociat cu copiiiin utera intrat în contact cu acesta.

Durerile de crestere

Cu toate acestea, va fi necesară o activitate de urmărire atentă pentru a se asigura că efectele observate în modelele himerice provin din genetica unei anumite linii celulare și nu dintr-o interacțiune între celule strâns împachetate, avertizează Vries.

Producerea himeroidilor necesită, de asemenea, forță de muncă, adaugă Nowakowski, care studiază modelul în laboratorul său. Dar sistemele automate de cultură celulară ar trebui să ușureze volumul de muncă și să facă aceste modele potrivite pentru experimente mai eficiente privind bolile creierului.