Ученые из Института биоинженерии Каталонии (IBEC), описывают новый подход к созданию в лаборатории мини-почек, имитирующих сложную сосудистую сеть, по некоторым характеристикам сходную с таковыми у почек человека. Эти «асемблоиды» создаются путем объединения трехмерных органоидов почек с эндотелиальными органоидами.
Органоиды — это трехмерные структуры, выращенные в лаборатории, которые имитируют функцию органов и являются многообещающим инструментом для моделирования заболеваний и скрининга лекарственных средств. Однако из-за их сложности у этих маленьких органов зачастую отсутствует нервная, иммунная или сосудистая системы.
Воспроизведение в лабораторных условиях сложной сосудистой системы почек, ткани с высокой перфузией, было непростой задачей для ученых уже более десяти лет. В статье, опубликованной в научном журнале Advanced Materials, описывается подход, который никогда раньше не опробовался.
«Мы соединили почечные органоиды с сосудистыми органоидами. Чтобы успешно провести этот процесс, важно определить идеальное время для их соединения, принимая во внимание стадию развития каждого органоида», — объясняет Нурия Монтсеррат Пулидо (Núria Montserrat Pulido), профессор ICREA и руководитель исследования.
«Когда эти два типа органоидов собираются вместе, они начинают процесс взаимодействия всего за три часа. Результат этого процесса поистине впечатляющий».
Эти данные не только дают ценную информацию о развитии почечных органоидов, но также закладывают основу для разработки новых методов васкуляризации этих органоидов. Это поможет найти применение при трансплантации органоидов в клинических условиях и при изучении сосудистой дисфункции при заболеваниях человека.
«Нам необходимо иметь эту сосудистую систему в наших органоидах, если мы хотим моделировать системные патологии, которые поражают почки через кровоток, например, аутоиммунное заболевание или диабет. Мы также считаем, что подход, который мы использовали в этом исследовании, может также могут быть применены к другим моделям органоидов», — добавляет Елена Гаррета Бахима (Elena Garreta Bahima), автор исследования.
Следующим шагом, будет введение этих васкуляризированных органоидов на микрофлюидный чип, чтобы иметь возможность проводить еще более специализированные исследования, чтобы имитировать состояния, возникающие при сложных заболеваниях, а также обеспечить сосудистую связь с другими органоидами, такими как в качестве сердечных органоидов, работа.
Печать с помощью ячеек
В предыдущих исследованиях команда ученых обнаружила, что созданные ими органоиды почек содержат сосудистый компонент: эндотелиальные клетки, клетки, которые в конечном итоге образуют кровеносные сосуды. Используя ткани свиных или человеческих почек, ученые создали биосовместимый гидрогель, который можно использовать в качестве чернил для 3D-печати.
Исходя из этого, исследователи решили упростить систему, чтобы сделать ее более доступной и экономичной. Среди всех белков, составляющих гидрогель, они выбрали коллаген I, один из наиболее распространенных белков во внеклеточном матриксе почечной ткани, и создали биосовместимый гель, с помощью которого можно было подтвердить результаты своих экспериментов.
Эта работа представляет собой важную веху в области новых и передовых методов лечения, одной из ключевых областей исследований IBEC. Эти методы лечения представляют собой инновационные методы лечения, в которых используются передовые технологии для лечения сложных заболеваний и состояний.
Литература:
Elena Garreta et al, Natural Hydrogels Support Kidney Organoid Generation and Promote In Vitro Angiogenesis, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202400306
