Wie man 3D Mini Lunge, KurzweilAI erstellen
Wissenschaftler Koax-Stammzellen Mini Lungen, 3D-Strukturen zu bilden, die menschliche Lunge nachahmen und für 100 Tage im Labor überlebt (Foto: University of Michigan Health Systems)
Wissenschaftler haben Stammzellen schmeicheln die ersten dreidimensionalen humanen Mini-Lungen oder Organoiden zu wachsen, Wissenschaftler mehr über Lungenerkrankungen helfen zu lernen und neue Medikamente zu testen.
Die bisherige Forschung hat sich auf die Lungengewebe konzentriert aus flachen (2D) Zellsysteme oder Zellen auf Gerüsten aus gespendeten Organe wachsen.
„Diese Mini-Lungen können die Antworten von realen Gewebe nachahmen und ein gutes Modell sein zu untersuchen, wie Organe bilden, mit der Krankheit ändern, und wie sie auf neue Medikamente reagieren können“, sagt Senior Studie Autor Jason R. Spence, Ph.D. , assistant Professor für innere Medizin und Zell- und Entwicklungsbiologie an der University of Michigan Medical School.
Zellverhalten wird traditionell im Labor in 2D-Situationen untersucht, wo Zellen in dünnen Schichten auf Zellkulturschalen gezüchtet werden. Aber die meisten Zellen im Körper existieren in einer dreidimensionalen Umgebung im Rahmen von komplexen Geweben und Organen. Der Vorteil der wachsenden 3-D-Strukturen von Lungengeweben, sagt Spence, ist, dass ihre Organisation größere Ähnlichkeit mit der menschlichen Lunge trägt.
Wie man eine menschliche Lunge organoiden in einer Schale machen
Azelluläre menschliche Lungen Matrix wurde mit Sphäroiden ausgesät und für 40 Tage. Resultierende Matrizen hatten reichlich proximale Atemwegsartigen Strukturen (Maßstab 10 & mgr; M) (Foto: Briana R. Dye et al./eLife)
Um diese Lunge Organoide, Forscher an dem U-M Spence Lab und Kollegen von der University of California, San Francisco zu machen; Cincinnati Children Hospital Medical Center; Kinderkrankenhaus von Seattle, und der University of Washington manipuliert mehrere der Signalwege, die die Bildung von Organen steuern:
- Stammzellen wurden angewiesen, eine Art von Gewebe genannt endoderm in frühen Embryonen zu bilden, und das gibt Anlass zu der Lunge, Leber und mehrere anderen inneren Organen.
- Wissenschaftler aktiviert wichtige Entwicklungswege, die dafür bekannt sind endoderm Form dreidimensionale Gewebe, während die Hemmung zwei weitere wichtige Entwicklungspfade zur gleichen Zeit zu machen.
- Die endoderm wurde Gewebe, das die frühe Lunge in Embryonen ähnelt.
- Diese frühe Lungen-ähnliches Gewebe gebildet spontan dreidimensionale kugelförmige Strukturen, wie sie entwickelt.
- Um diese Strukturen zu erweitern und in dem Lungengewebe entwickeln, ausgesetzt das Team die Zellen, um zusätzliche Proteine, die in der Lungenentwicklung beteiligt sind.
- Die daraus resultierenden Lungen Organoide überlebte im Labor für mehr als 100 Tage.
„Wir erwarten Typen unterschiedliche Zellen zu bilden, aber ihre Organisation in Strukturen menschlichen Atemwege ähnlich war ein sehr spannendes Ergebnis“, sagt Hauptautor der Studie Briana Dye. ein Doktorand in der U-M Lehrstuhl für Zell- und Entwicklungsbiologie.
Zusammenfassung der In-vitro-Erzeugung von humanem pluripotenten Stammzellen abgeleiteten Lunge Organoide