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La biologia e l'apprendimento automatico sintetici possono accelerare la maturazione dell'organo laboratorio-crescente

I ricercatori all'università di scuola di medicina di Pittsburgh hanno combinato la biologia sintetica con un algoritmo di apprendimento automatico per creare i organoids umani del fegato con sangue e sistemi di bile-manipolazione. Una volta impiantato nei mouse con i fegati guastantesi, i fegati laboratorio-crescenti della sostituzione duraturi.

Lo studio, pubblicato oggi nei sistemi delle cellule indica che è possibile avviare ed accelerare la maturazione di un organo laboratorio-crescente senza sacrificare la precisione o il controllo.

“La gravidanza è di nove mesi; cattura che lungo e perfino mesi dopo la nascita affinchè nuovi organi maturino; ma se una persona ha bisogno di un fegato, non possono potere aspettare quel lungo,„ ha detto l'autore il Mo Ebrahimkhani, M.D., professore associato di patologia e la bioingegneria e membro del centro di ricerca del fegato di Pittsburgh e l'istituto di studio di McGowan per medicina a ricupero.

“La abbiamo mostrata che è possibile da ottenere il tessuto umano del fegato con quattro tipi delle cellule principali ed il sistema vascolare in 17 giorni. Possiamo maturare il tessuto quasi al terzo acetonide in soltanto tre mesi.„

Altri gruppi hanno tentato di persuadere la maturazione organoid in un piatto facendo uso dei fattori di crescita, ma è costoso, contradditorio e ad errore umano incline, Ebrahimkhani ha detto. Spesso, ci sono tipi indesiderati delle cellule o del tessuto; quali l'intestino o le cellule cerebrali che cresce in mezzo a che cosa dovrebbe essere fegato solido.

Facendo uso dell'ingegneria genetica è più pulito ma anche più complesso orchestrare. Così, Ebrahimkhani partnered con Patrick Cahan, Ph.D., alla Johns Hopkins University per usare un sistema d'insegnamento che può ingegnere inverso i geni necessari per maturazione umana del fegato.

Poi, Ebrahimkhani insieme al suo collaboratore a Pitt, Samira Kiani, M.D., tecniche applicate di ingegneria genetica, compreso CRISPR, girare la massa del tessuto acerbo del fegato; originalmente derivato dalle cellule formative umane; in cui il gruppo chiama “organoids del fegato del progettista.„

Più maturi i organoids ottenuti, più i capillari e le celle dei dotti biliari rudimentali hanno serpeggiato il loro modo attraverso il foglio sottile del tessuto e più molto attentamente la funzione dell'organo minuscolo ha rivaleggiato con il suo modello umano naturale 100%. L'immagazzinamento dell'energia, la capitalizzazione grassa, il trasporto chimico, l'attività dell'enzima e la produzione della proteina erano tutto più vicino alla funzione epatica umana adulta, comunque ancora non una corrispondenza perfetta.

Ebrahimkhani immagina i organoids del progettista avere tre utilizzazioni principali: droghi la scoperta, la malattia che modellano ed il trapianto di organi. Poiché le cellule staminali possono venire dal proprio organismo del paziente, gli organi laboratorio-crescenti potrebbero essere personalizzati, così là non sarebbero minaccia del rifiuto immune.

Una volta trapiantati nei mouse con i fegati nocivi, i organoids del fegato del progettista di Ebrahimkhani hanno integrato con successo negli animali gli organismi ed hanno continuato a lavorare; producendo le proteine umane che hanno rivelato nel sangue animale e nel prolungamento delle vite degli animali.

Ciò è un prova-de-principio per indicare che è possibile, Ebrahimkhani ha detto. La tecnica ha potuto potenzialmente andare molto di più.

Il nostro riferimento era un fegato umano natura-progettato, ma potete andare dopo che qualsiasi progettazione che gradite. Per esempio, potete fare un'opzione genetica che protegge il tessuto da un virus, mirate al DNA del virus e lo distruggete. Quel fissa questo metodo diverso.„

Mo Ebrahimkhani, MD, autore di studio e professore associato di patologia e di bioingegneria, membro del centro di ricerca del fegato di Pittsburgh, istituto di McGowan per medicina a ricupero, università di Pittsburgh