Nowatorska metoda umożliwia wytwarzanie funkcjonalnych organoidów z tkanki tłuszczowej dorosłego człowieka

Nowatorska metoda umożliwia wytwarzanie funkcjonalnych organoidów z tkanki tłuszczowej dorosłego człowieka

Niedawne badanie opublikowane wInżynieria mechanicznaprzedstawił nowatorskie podejście do generowania funkcjonalnych organoidów z tkanki tłuszczowej dorosłego człowieka. Metoda ta, omijająca tradycyjną izolację komórek macierzystych i manipulację genetyczną, oferuje prostszy i bardziej skalowalny sposób wytwarzania organoidów, które można wykorzystać w medycynie regeneracyjnej i modelowaniu chorób.

Badania prowadzone pod kierunkiem zespołu ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju i Instytutu Chirurgii Plastycznej i Rekonstrukcyjnej w Szanghaju wykazują potencjał tkanki tłuszczowej dorosłego człowieka do różnicowania się w organoidy reprezentujące wszystkie trzy listki zarodkowe – mezodermę, endodermę i ektodermę – bez konieczności przetwarzania w pojedynczych komórkach. Korzystając ze specjalnego systemu hodowli zawiesinowej, zespół opracował ponownie zagregowane tkanki mikrotłuszczowe (RMF), które mogą różnicować się w różne funkcjonalne organoidy.

Jednym z kluczowych wyników badania jest wytworzenie humanizowanych organoidów szpiku kostnego z tkanek RMF. Organoidy te były w stanie wspierać ludzką hematopoezę u myszy z niedoborem odporności, naśladując strukturalną i funkcjonalną złożoność natywnego ludzkiego szpiku kostnego. Naukowcy odkryli, że po wszczepieniu myszom granulki RMF uległy śródchrzęstnemu kostnieniu, tworząc kosteczki słuchowe zawierające nisze śródkostne i okołonaczyniowe. Kosteczki te wspierały przeszczepianie i różnicowanie ludzkich krwiotwórczych komórek macierzystych, demonstrując ich potencjał jako modelu do badania ludzkiej hematopoezy.

Oprócz organoidów szpiku kostnego w badaniu zbadano także różnicowanie tkanek RMF w organoidy wyspowe wytwarzające insulinę. Stosując udoskonalony czteroetapowy protokół, naukowcy poprowadzili komórki RMF przez końcowe stadia endodermy, progenitora trzustki, progenitora układu hormonalnego i komórek β. Powstałe organoidy wyspowe były zdolne do wydzielania insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą, przy czym wydzielanie insuliny znacznie wzrastało w warunkach wysokiego poziomu glukozy. Po przeszczepieniu myszom z cukrzycą te organoidy szybko indukowały tworzenie naczyń i odwracały hiperglikemię, utrzymując prawidłowy poziom glukozy we krwi przez cały czas trwania badania.

Naukowcy wykazali także potencjał różnicowania ektodermalnego tkanek RMF poprzez wytwarzanie tkanek neuronowych. Peletki RMF indukowano, tworząc neurosfery, które następnie różnicowały się w linie neuronalne i neuroglejowe. Komórki wykazywały ekspresję markerów nerwowych komórek macierzystych, dojrzałych neuronów i komórek glejowych, co wskazuje na pomyślną konwersję tkanki tłuszczowej w tkankę nerwopodobną.

Badanie to podkreśla wszechstronność i potencjał tkanki tłuszczowej człowieka dorosłego jako źródła tworzenia organoidów. Unikając złożonej izolacji komórek i manipulacji genetycznych, strategia oparta na RMF oferuje bardziej praktyczne i klinicznie istotne podejście do wytwarzania funkcjonalnych organoidów. Wyniki sugerują, że tkanka tłuszczowa może służyć jako cenne źródło do opracowania zastosowań terapeutycznych w medycynie regeneracyjnej, szczególnie w chorobach takich jak cukrzyca i choroby hematologiczne.

Badanie podkreśla znaczenie poszukiwania alternatywnych źródeł wytwarzania organoidów, szczególnie tych, które są łatwo dostępne i łatwe w przetwarzaniu. W miarę ciągłego rozwoju medycyny regeneracyjnej zdolność do tworzenia funkcjonalnych organoidów z łatwo dostępnych tkanek, takich jak tkanka tłuszczowa, może utorować drogę bardziej skutecznym i dostępnym terapiom.

Źródła: