Modelul organoid avansat generează o arhitectură hepatică complexă

Modelul organoid avansat generează o arhitectură hepatică complexă

Ficatul are o structură unică, în special la nivelul celulelor individuale. Hepatocitele, principalele celule hepatice, umplu bila în canale minuscule numite canaliculi biliari, care se scurg în canalul biliar din regiunea periportală a ficatului. Când acest sistem de drenaj al bilei este întrerupt, provoacă leziuni hepatice și boli. Datorită acestei arhitecturi unice, studiul bolii hepatice a fost limitat de lipsa modelelor de laborator care să arate exact modul în care boala progresează, deoarece este dificil să recreați structura complexă și interacțiunile celulare ale ficatului într-un vas. Modelele existente de organoide hepatice derivate din țesut constau dintr-un singur tip de celulă și nu reproduc compoziția celulară complexă și arhitectura țesutului, cum ar fi regiunea periportală a ficatului.

Grupul de cercetare al lui Meritxell Huch, director la Institutul Max Planck pentru Biologie și Genetică Moleculară Celulară (MPI-CBG) din Dresda, a început această problemă într-un studiu anterior în 2021,(Contactele celulare dinamice dintre mezenchimul periportal și epiteliul ductal acționează ca un reostat pentru proliferarea celulelor hepatice, Cordero-Espinoza, Lucía și colab., Cell Stem Cell, volumul 28, numărul 11)Unde cercetătorii au dezvoltat un organoid hepatic format din două tipuri de celule, colangiocite și celule mezenchimale, capabile să modeleze interacțiunile celulă-celulă și aranjamentul celular, dar și alte tipuri de celule periportale - în primul rând hepatocite, celula care formează cea mai mare parte a masei hepatice.

Crearea unui model organoid de generație următoare

În acest studiu recent publicat în jurnalNaturăCercetătorii din grupul Meritxell Huch, împreună cu colegii din grupul Marino-Zerial și Heather Harrington, ambii și directori ai MPI-CBG, au reușit să dezvolte un model organoid de generație următoare pe care l-au numit „Asembloid periportal”. Acest ansambloid are colangiocite adulte și celule mezenchimale hepatice (ca și în modelul anterior), dar conține și hepatocite, care sunt principalele celule funcționale ale ficatului adult. Acest model combină diferite celule care pot fi asamblate într-un proces pas cu pas care ar putea fi comparat cu LEGO.

„Asembloidul nostru reconstruiește regiunea periportală a ficatului și poate modela aspecte ale leziunilor hepatice colestatice și ale fibrozei biliare. Am selectat în mod special această regiune pentru un rol cheie în transportul bilei. Adesea în bolile hepatice, când conexiunea celulelor responsabile de transportul echilibrului este blocată”. A fost numit profesor asistent la Universitatea Tehnică din München (Tum) în 2025.

„Pentru a ne atinge scopul, am creat mai întâi organoizi constând numai din hepatocite, care au format canale biliare funcționale și au menținut caracteristicile cheie ale hepatocitelor reale în țesut. Apoi am adăugat colangiocite, care construiesc colangiocite și celule fibroblaste, pentru a construi asamblori periportali. Modelul nostru hepatic. primul autor al studiului și doctorand în grupul Huch.

Prin manipularea numărului de celule mezenchimale, cercetătorii au reușit să declanșeze o reacție similară cu fibroza hepatică. Ei au putut, de asemenea, să arate că acest model poate fi folosit pentru a studia rolul unor gene specifice în bolile hepatice prin amestecarea celulelor normale și mutante sau prin oprirea genelor.

Folosind analiza datelor topologice, Heather Harrington și colegii ei de la Universitatea din Oxford Forms Classations of Assembly Bloids au descoperit că unele forme s-au corelat cu o mai bună funcționare a ficatului în timp.

Examinarea bolii hepatice și a vederii viitoare

Meritxell Huch, care a supravegheat și a supravegheat studiul, concluzionează: „Suntem încântați că am reușit să creăm un model de asamblare periportal care combină pentru prima dată un mezenchim portal, colangiocite, colangiocite și hepatocite, deși unele celule încă lipsesc, și anume structural periportal de cultură a unei zone de cultură tisulară.

Ne imaginăm că modelele noastre hepatice periportale pot fi utilizate în cele din urmă pentru a studia mecanismele bolii. Odată tradusă în celule umane, ar putea fi o modalitate de a trece de la modelele 2D utilizate în screening-urile farmaceutice la modele 3D mai fiziologice pentru a studia eficacitatea și toxicitatea medicamentelor într-un context mai relevant din punct de vedere fiziologic. „

Meritxell Huch, director, Institutul Max Planck pentru biologie celulară moleculară și genetică

Până la obiect:

Noul model organoid derivat din țesut:Un model organoid de generație următoare compus din trei tipuri de celule hepatice - hepatocite adulte, colangiocite și celule mezenchimale hepatice - reconstruiește regiunea periportală a ficatului.

Funcționalitatea organoidă:Organoizii sau ansambloizii complecși sunt funcționali și drenează bila din canaliculele biliare în canalul biliar ca în ficatul real datorită recapitulării lor precise a arhitecturii țesutului.

Modelarea bolilor hepatice:Acest model hepatic reconstruiește arhitectura regiunii periportale hepatice, poate modela aspecte ale leziunilor hepatice colestatice și ale fibrozei biliare și demonstrează modul în care diferitele tipuri de celule hepatice contribuie la boala hepatică.

Viziune pentru viitor:Aceste modele hepatice periportale ar putea fi utilizate în viitor pentru a studia mecanismele moleculare și celulare ale bolii hepatice. Odată traduse în celule umane, acestea pot permite studii de eficacitate și toxicitate într-un context relevant din punct de vedere fiziologic.

Surse: