Comment créer des mini poumons 3D, KurzweilAI
Les scientifiques amadouer les cellules souches pour former des mini poumons, les structures 3D qui imitent les poumons humains et ont survécu dans le laboratoire pendant 100 jours (crédit: Université du Michigan Health System)
Les scientifiques ont cajolé les cellules souches pour développer les premières en trois dimensions mini-poumons humains ou organites, pour aider les scientifiques à mieux comprendre les maladies pulmonaires et de tester de nouveaux médicaments.
Des recherches antérieures ont mis l'accent sur le tissu pulmonaire provenant de systèmes cellulaires plats (2D) ou la croissance des cellules sur échafauds fabriqués à partir de dons d'organes.
« Ces mini poumons peuvent imiter les réponses des tissus réels et sera un bon modèle pour étudier la façon dont les organes se forment, évoluent avec la maladie, et comment ils pourraient réagir à de nouveaux médicaments », explique l'auteur principal de l'étude Jason R. Spence, Ph.D. , professeur adjoint de médecine interne et biologie cellulaire et du développement à l'Université du Michigan Medical School.
le comportement des cellules a toujours été étudiée en laboratoire dans des situations 2D où les cellules sont cultivées en couches minces sur des plats de culture cellulaire. Mais la plupart des cellules dans le corps existent dans un environnement en trois dimensions dans le cadre des tissus et des organes complexes. L'avantage de la croissance des structures 3-D du tissu pulmonaire, dit Spence, est que leur organisation porte une plus grande ressemblance avec le poumon humain.
Comment faire un organoide pulmonaire humain dans un plat
matrice du poumon humain acellulaire a été ensemencé avec sphéroïdes et cultivées pendant 40 jours. matrices résultantes avaient des structures proximales en forme des voies respiratoires abondantes (échelle de barre 10 uM) (générique: Briana R. Dye et al./eLife)
Pour ces organites pulmonaires, les chercheurs du laboratoire de U-M Spence et ses collègues de l'Université de Californie, San Francisco; Cincinnati Hôpital pour enfants Medical Center; Hôpital pour enfants de Seattle, et de l'Université de Washington manipulé plusieurs des voies de signalisation qui contrôlent la formation des organes:
- Les cellules souches ont été chargés de former un type de tissu appelé endoderme, a trouvé dans les embryons précoces et qui donne naissance au poumon, le foie et plusieurs autres organes internes.
- Les scientifiques activés voies importantes de développement qui sont connus pour faire sous forme de endoderme tissu en trois dimensions tout en inhibant deux autres voies de développement clés en même temps.
- L'endoderme est devenu le tissu qui ressemble au début de poumon chez les embryons.
- Ce premier tissu pulmonaire comme spontanément formé des structures sphériques en trois dimensions qu'il a développé.
- Pour que ces structures se dilatent et se développent dans le tissu pulmonaire, l'équipe a exposé les cellules à des protéines supplémentaires qui sont impliqués dans le développement pulmonaire.
- Les organites pulmonaires résultant ont survécu dans le laboratoire depuis plus de 100 jours.
« Nous nous attendions à différents types de cellules pour former, mais leur organisation dans des structures ressemblant à des voies aériennes humaines était un résultat très excitant », dit l'auteur principal de l'étude Briana Dye. un étudiant diplômé du département U-M de biologie cellulaire et du développement.
Résumé de la génération in vitro de cellules souches pluripotentes humaines dérivées organites pulmonaires