Gli scienziati dell'università del Michigan coltivano i primi mini polmoni 3D dalle cellule staminali umane

Gli scienziati dall'università del Michigan hanno coltivato i primi mini polmoni 3D dalle cellule staminali. Lo studio, pubblicato nel eLife, complimenta altri sviluppi nel campo come la coltura pricipalmente delle 2D strutture e costruzione del tessuto polmonare dall'impalcatura degli organi donati.

Il vantaggio di coltura delle strutture 3D è che la loro organizzazione sopporta la maggior similarità al polmone umano. Gli scienziati sono riuscito alle strutture crescente che somigliano sia alle grandi gallerie di ventilazione prossimali che alle piccole gallerie di ventilazione distali

Il Dott. Jason Spence dell'autore principale dice:

“Abbiamo invitare i tipi differenti delle cellule per formarci, ma la loro organizzazione nelle strutture che somigliano alle gallerie di ventilazione umane ci ha sorpresi ed è un risultato molto emozionante.„

Ingredienti

Cellule staminali embrionali

Proteine in questione nello sviluppo del polmone

Fattori di crescita

Inibitori di sviluppo dell'intestino

Terreni colturali

Capsula di Petri

Miscela della proteina

Metodo per “morfogenesi in un piatto„

In primo luogo, aggiunga la proteina ActivinA alle cellule staminali e vada per i quattro giorni. Un tipo di ipoblasto chiamato tessuto si formerà. L'ipoblasto è trovato in embrioni in anticipo e provoca il polmone, il fegato e parecchi altri organi interni.

Aggiunga la zucca, un'altra proteina e un fattore di crescita di trasformazione. Vada per altri quattro giorni. Troverete che l'ipoblasto è indotto per formare le strutture sferiche 3D chiamate le sferoidi del foregut.

La sfida seguente è di fare queste strutture espandersi e svilupparsi nel tessuto polmonare esponendo le celle alle proteine in questione nello sviluppo del polmone.

Trasferisca le sferoidi alla miscela della proteina ed incubi alla temperatura ambiente per 10 minuti finché la miscela non solidifichi. Tratti con le proteine supplementari ogni quattro giorni e trasferisca in una nuova miscela della proteina ogni 10-15 giorni.

I organoids risultanti del polmone dovrebbero sopravvivere a nella cultura per gli oltre 100 giorni e svilupparsi nelle strutture ben-organizzate che contengono i tipi delle cellule trovati nel polmone. Troverete che i organoids del polmone sono ad organizzazione autonoma e non richiedono ulteriore manipolazione di generare 3 tessuti dimensionali.

Gli studi precedenti hanno messo a fuoco sulla formazione del tessuto esterno del polmone (l'epitelio). Con questo nuovo metodo, potrete fare un passo avanti anche creando il tessuto connettivo (mesenchyme). In uno studio più recente, il tessuto distale della galleria di ventilazione è stato formato, che provoca le piccole gallerie di ventilazione meno di 2mm di diametro. Con il nuovo metodo, le celle di grandi gallerie di ventilazione prossimali egualmente si formano, permettendo allo studio più completo sullo sviluppo del polmone e sulle affezioni polmonari.

Opzioni supplementari:

Aggiunga le sferoidi ad un'impalcatura del polmone da un polmone umano - l'uso uno del foregut reputato inadatto per trapianto. Su questa impalcatura, il uou troverà il più veloce maturo dei organoids.

per studiare le malattie genetiche che pregiudicano lo sviluppo del polmone, producono le linee cellulari del gambo dai pazienti commoventi o introducono le mutazioni alle celle in buona salute. Ciò permetterà che osserviate come una mutazione pregiudica la differenziazione delle cellule, l'organizzazione del tessuto e la crescita del tessuto.

Sviluppi futuri:

Poiché queste strutture sono state sviluppate in un piatto, stanno mancando di parecchie componenti del polmone indigeno, compreso i vasi sanguigni, che sono una componente critica dello scambio di gas.

Speriamo di costruire sui nostri risultati iniziali per costruire i mini-polmoni sempre più complessi aggiungendo queste componenti, finalmente formanti gli organi minuscoli capaci di eseguire le funzioni relative alla respirazione.

Source:

eLife