Les chercheurs visent à produire des organoids plus authentiques pour le contrôle de médicament, greffe

Les embryons humains commencent comme masse minuscule des cellules qui sont tous les mêmes. La première étape dans l'élevage d'une bille homogène des cellules dans une personne complexe avec les organes et les tissus distincts est pour que les cellules divisent en populations distinctes. Les scientifiques aux instituts de malle ont modélisé cette première étape dans le développement humain dans un laboratoire dans le but d'une meilleure compréhension comment les organes forment. Avec cette connaissance, ils espèrent produire des organoids plus authentiques qui peuvent être employés pour le contrôle, la maladie modélisant, et potentiellement même la greffe de médicament.

L'étude neuve, publiée dans l'eLife, est le résultat d'une collaboration entre les chercheurs supérieurs Todd McDevitt, PhD, et Bruce Conklin, DM de malle. Les chercheurs ont édité des groupes de cellules souche pluripotent humaines--ce qui ont la capacité de changer en n'importe quelle cellule saisissez le fuselage--pour amortir des gènes importants pour la mécanique cellulaire. L'altération a incité les cellules à déménager autour et auto-dispenser jusqu'à ce qu'elles aient été divisées en deux groupes : ceux qui avaient été manipulés et ceux qui n'ont pas eu. Cette division matérielle a éventuel influencé quel type de cellules ils deviendraient.

« Quand vous changez seulement une partie des cellules, elles dispensent d'une façon très spécifique qui est réminiscente des différentes voies que les cellules dispensent dans l'embryon tôt pour produire le tissu complexe, » a dit Ashley Libby, le premier auteur sur l'étude et un étudiant de troisième cycle à la malle dirigée par McDevitt et Conklin. « Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur les modifications mécaniques--choses qui influencent comment les cellules agissent l'un sur l'autre entre eux. »

Les chercheurs ont employé une variation de génome de CRISPR éditant pour amortir temporairement, ou s'éteignent, un de deux gènes différents dans les cellules. Le premier gène, CDH1 appelé, agit comme le velcro d'aider des cellules à coller ensemble, avec comme gripper à aimer. Les cellules avec le gène CDH1 amorti groupé en masse compacte ensemble dans de petites îles, entourées par des boîtiers des cellules inchangées. Ce type de ségrégation se produit beaucoup de fois pendant le développement, comprenant pendant la partie quand les cellules commencent à dispenser en différentes couches qui deviennent éventuellement des systèmes d'organe.

Dans un autre groupe de cellules, les chercheurs ont amorti le gène ROCK1, qui change combien flexible la cellule est. Changeant la flexibilité des affects de cellules à quel point elle peut matériel tirer sur ses voisins, avec des cellules plus raides exerçant plus de force. Les cellules voisines ont souvent la souplesse et l'influence variables sur un un un autre pendant le développement de tissu. En recréant cet effet dans le laboratoire, les cellules avec un gène ROCK1 intact étaient plus raides et tirées dans le centre, alors que les cellules plus molles qui ont manqué du gène étaient poussées à l'extérieur, produisant une sonnerie. Plusieurs configurations de sonnerie apparaissent au cours du développement, comprenant pendant la formation de membre.

Intéressant, l'amortissement des gènes a changé non seulement le comportement immédiat des cellules éditées, mais également leur future identité pendant qu'ils commençaient à mûrir. Ce qui est plus, ces modifications ont influencé les cellules voisines non éditées aussi bien, les prédisposant pour devenir un type différent de cellules.

« Si les cellules demeurent homogènes, vous ne pouvez pas obtenir des tissus pour former, » a dit McDevitt, qui est également un professeur dans le service de la bio-ingénierie et des sciences thérapeutiques chez Uc San Francisco. « Un événement qui brise la symétrie doit se produire pour produire le divers choix de la cellule tape nécessaire pour former les tissus et les organes de fonctionnement. Nous avions observé ceci avant, mais nous n'avons pas su le régler dans une étude expérimentale jusqu'ici. »

Les nouvelles connaissances au sujet de la façon dont l'organisme matériel des cellules influence leur identité fournissent à des chercheurs une méthode plus robuste pour produire des organoids--organes miniatures et simplistes qui sont développés à partir des cellules souche.

« La plupart des scientifiques et techniciens emploient des approches hiérarchisées pour imposer des contraintes au système et voir alors comment les cellules répondent, » McDevitt a dit. « Au lieu, nous perturbons quelque chose qui est à l'intérieur d'une cellule, qui est plus vraie à la façon dont un organe se développe. »

Plutôt que poussant les cellules dans un sens ou des des autres utilisant les moulages ou l'échafaudage, l'équipe de recherche a trouvé une voie d'imiter le développement normal par les changements de l'expression du gène qui influencent la signalisation et l'organisme de cellules. Ceci a pu permettre à eux de produire éventuellement de meilleurs organoids pour étudier la formation d'embryon et le développement des anomalies congénitales, ainsi qu'à la formation des tissus humains plus complexes.

Source : https://gladstone.org/about-us/news/scientists-mimic-earliest-stages-human-development