Prvič so raziskovalci 3D modeli možganov ki vsebujejo različne vrste celic več ljudi 1. Ti organoidi "vasi v skledi" bi lahko pomagali razkriti, zakaj se odziv možganov na droge razlikuje od osebe do osebe.

Druge ekipe so ustvarile 2D rezine možganskih celic več kot enega človeškega darovalca 2, vendar to delo poroča o robustnih 3D sistemih, primernih za raziskave.

»To je res močna tehnologija in pristop,« pravi Tomasz Nowakowski, biolog s kalifornijske univerze v San Franciscu, ki ni bil vključen v študijo. Številne skupine bodo verjetno uporabile to metodo, dodaja. "To je tehnična mojstrovina."

Te himerne kulture, ki jih avtorji imenujejo himeroidi, združujejo celice do petih darovalcev. V prihodnjih različicah bi lahko bile celice več sto ljudi. "Kaj če bi nekega dne lahko uporabljali himeroide kot avatarje za napovedovanje posameznih odzivov na nove terapevtike, preden jih testiramo v poskusu? Rada si predstavljam to prihodnost," pravi Paola Arlotta, biologinja za izvorne celice na univerzi Harvard v Cambridgeu v Massachusettsu in višja avtorica študije, objavljene danes vNaravaje bil objavljen.

Potrebuje vas

Modelni sistemi, imenovani organoidi, posnemajo celično sestavo organov kot črevesje in pljuča. Raziskovalci jih izdelujejo tako, da matične celice človeškega darovalca kopajo v natančno formuliranem koktajlu kemikalij, ki spodbuja izvorne celice, da se razvijejo v vse vrste celic, ki so običajno prisotne v določenem organu. Pogoji gojenja tudi spodbujajo celice, da se združijo v kompleksno 3D obliko.

Možganski organoidi rastejo še posebej počasi in jih je težko obdelati, zato raziskovalci iščejo boljše načine za njihovo izdelavo. Eden od pristopov je bil združiti celice več darovalcev v en organoid. Grozde večdonorskih celic bi lahko lažje obravnavali in zajeli široko paleto človeške genetike v enem samem modelu. Ker pa starševske matične celice rastejo z različnimi hitrostmi, hitro rastoče linije neizogibno prevzamejo.

Od mnogih, enega

Arlotta in njeni kolegi poročajo, da je trik v tem, da najprej ustvarijo serijo organoidov z enim darovalcem. Ko ti dozorijo, celice v vseh organoidih prevzamejo podobne stopnje rasti. S homogenizacijo teh struktur in združevanjem celic je mogoče gojiti sestavljeni organoid. Himeroidi avtorjev so se po treh mesecih razširili na približno 3-5 milimetrov in vsebujejo iste tipe celic, ki so prisotne v fetalnem kortikalnem tkivu.

"To je res velik napredek," pravi Robert Vries, generalni direktor podjetja za raziskave organoidov HUB Organoids v Utrechtu na Nizozemskem. Skupnost, ki preučuje osrednji živčni sistem, "resnično potrebuje več organoidnih sistemov."

Chimeroidi bi morali raziskovalcem omogočiti, da ugotovijo, ali bodo imela zdravila različne učinke na različne ljudi. Kot testni primer je ekipa organoide več darovalcev zdravila z nevrotoksičnimi zdravili. Etanol, ki povzroča fetalni alkoholni sindrom, je zmanjšal število celic v posamezni donorski celični liniji. Celice tega darovalca so rasle hitreje v kombinaciji z valprojsko kislino, antiepileptičnim zdravilom, ki je povezano s povečanim tveganjem za Motnja avtističnega spektra je povezana z otrokiv materniciprišel v stik z njim.

Rastoče bolečine

Vendar pa bo potrebno skrbno spremljanje, da se zagotovi, da učinki, opaženi v himernih modelih, izhajajo iz genetike določene celične linije in ne iz interakcije med tesno pakiranimi celicami, opozarja Vries.

Izdelava himeroidov je tudi delovno intenzivna, dodaja Nowakowski, ki preučuje model v svojem laboratoriju. Toda avtomatizirani sistemi celične kulture bi morali olajšati delovno obremenitev in narediti te modele primerne za učinkovitejše poskuse na možganskih boleznih.