Harvard tim uzgaja mini – organe od matičnih ćelija

Naučnici bi uskoro mogli da naprave čitavo mini telo od mini-organa koji su gajeni u poslednjih nekoliko godina. Ali ćelijski razvoj je teško proučavati, uglavnom zbog poteškoća sa tim da senzori uđu u telo, a da se organi ne oštete. Sada su istraživači sa Harvarda razvili način da stvore „kiborg organoide” integrišući nanoelektroniku u ćelijske kulture.

Izvor: Shutterstock

Da bi naučili o bolestima, razvoju ili lekovima, naučnici često moraju da eksperimentišu na ćelijama uzgojenim u ravnoj kulturi u jelu ili na životinjama. Ali u oba slučaja, rezultati nisu uvek isti kao na ljudskom telu. Pojednostavljeni mini-organi ili organoidi su sličniji ljudskim organima nego ranije, a poslednjih godina naučnici su čak stvorili mini verzije mozga, srca, pluća, jetre, bubrega i stomaka.

Šta su kiborganoidi?

Ali, kao što je rečeno, teško je da se detaljno proučavaju ove minijaturne 3D verzije organa. Zato što su senzori preveliki ili nefleksibilni da bi se uvukli u organoide bez oštećenja ćelija. Tako su istraživači sa Harvard-ove škole inženjerskih i primenjenih nauka (SEAS) pronašli način da integrišu senzore od samog početka. Tim ih naziva „kiborg organoidi”, ali često se koristi i pojam „kiborganoidi”.

Istraživači su započeli sa nanoelektronskim senzorima u obliku rastegljivih mreža. Oni su sastavljeni od mreže sitnih senzora, sa zakrivljenim konektorima koji se nalaze između njih. Ovaj obrazac se u prošlosti viđao na nosivim elektronskim uređajima, gde je koristan zbog svoje sposobnosti da se istegne i ostane elektronski aktivan.

Ti nanomi su zatim postavljeni na matične ćelije, koje su postepeno rasle oko njih. Vremenom ćelije prerastu u 3D organoidne strukture, rekonfigurišući elektronske mrežice zajedno sa njima. Krajnji rezultat bili su kiborganoidi – organoidi sa potpuno integrisanim senzorima.

Izvor: Shutterstock

“Mislim da ako možemo razviti nanoelektroniku koja je toliko fleksibilna, rastegljiva i meka da se može razvijati zajedno sa tkivom u razvoju kroz njihov prirodni razvojni proces, ugrađeni senzori mogu da mere celokupnu aktivnost ovog razvojnog procesa,” kaže Jia Liu, stariji autor studije. “Krajnji rezultat je komad tkiva sa nanosemenskim uređajem koji je u potpunosti distribuiran i integrisan u celokupnu trodimenzionalnu zapreminu tkiva.”

Tokom testova, istraživači su uspeli da diferenciraju matične ćelije u kardiomiocite, vrstu srčanih ćelija, a zatim su pomoću ugrađenih senzora pratili i beležili aktivnost ćelija tokom 90 dana.

Tim kaže da bi se ova tehnika mogla koristiti za proučavanje kako se ćelije razvijaju i diferenciraju u različita tkiva, kao i pronalaženje načina za razvoj novih lekova i drugih tretmana.

“Ova metoda omogućava nam da kontinuirano pratimo razvojni proces i razumemo kako dinamika pojedinih ćelija počinje da komunicira i sinhronizuje se tokom celog razvojnog procesa”, kaže Liu. “Može se koristiti za pretvaranje bilo kojeg organoida u kiborg organoide, uključujući organoide mozga i pankreasa.”

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nano Letters.

Izvor: Harvard SEAS