Esimest korda on teadlased Aju 3D mudelid loodud, mis sisaldavad mitme inimese erinevaid rakutüüpe 1. Need "küla kausis" organoidid võivad aidata selgitada, miks aju reaktsioon ravimitele on inimestel erinev.

Teised meeskonnad on loonud 2D-lõigud ajurakkudest rohkem kui ühelt doonorilt 2, kuid see töö kajastab tugevaid 3D-süsteeme, mis sobivad uurimistööks.

"See on tõesti võimas tehnoloogia ja lähenemisviis," ütleb San Francisco California ülikooli bioloog Tomasz Nowakowski, kes ei osalenud uuringus. Paljud rühmad kasutavad seda meetodit tõenäoliselt, lisab ta. "See on tehniline meistriteos."

Need kimäärsed kultuurid, mida autorid nimetavad kimeroidideks, ühendavad kuni viie doonori rakke. Tulevased versioonid võiksid majutada sadade inimeste rakke. "Mis siis, kui saaksime ühel päeval kasutada kimeroide avataridena, et ennustada individuaalseid reaktsioone uutele ravimitele enne nende katsetamist? Mulle meeldib seda tulevikku ette kujutada," ütleb Massachusettsi Cambridge'i Harvardi ülikooli tüvirakubioloog Paola Arlotta ja täna avaldatud uuringu vanemautor.Loodusavaldati.

See võtab küla

Mudelsüsteemid, mida nimetatakse organoidideks, jäljendavad elundite rakulist koostist nagu sooled ja kopsud. Teadlased valmistavad neid inimdoonori tüvirakke vannitades täpselt koostatud kemikaalide kokteilis, mis stimuleerib tüvirakke arenema kõigiks antud elundis tüüpilisteks rakutüüpideks. Kultiveerimistingimused julgustavad ka rakke kokku tulema keerukaks 3D-kujuks.

Ajuorganoidid on eriti aeglaselt kasvavad ja neid on raske käsitleda ning teadlased otsivad paremaid viise nende loomiseks. Üks lähenemisviis oli ühendada mitme doonori rakud üheks organoidiks. Mitme doonori rakuklastreid võiks olla lihtsam käsitseda ja ühes mudelis hõlmata mitmesuguseid inimese geneetikaid. Kuna aga algsed tüvirakud kasvavad erineva kiirusega, võtavad kiiresti kasvavad liinid paratamatult võimust.

Paljudest üks

Arlotta ja tema kolleegide sõnul on trikk luua esmalt ühe doonori organoidide seeria. Nende küpsemisel omandavad kõigi organoidide rakud sarnase kasvukiiruse. Nende struktuuride homogeniseerimisel ja rakkude ühendamisel on võimalik kasvatada komposiitorganoidi. Autorite kimeroidid on kolme kuu pärast laienenud umbes 3-5 millimeetrini ja sisaldavad samu rakutüüpe, mis on loote kortikaalses koes.

"See on tõesti suur edasiminek," ütleb Hollandis Utrechtis asuva organoidiuuringute ettevõtte HUB Organoids tegevdirektor Robert Vries. Kesknärvisüsteemi uuriv kogukond vajab tõesti rohkem organoidsüsteeme.

Kimeroidid peaksid võimaldama teadlastel välja selgitada, kas ravimitel on erinevatele inimestele erinev mõju. Katsejuhtumina ravis meeskond multidonororganoide neurotoksiliste ravimitega. Etanool, mis põhjustab loote alkoholisündroomi, vähendas rakkude arvu ühes doonorrakuliinis. Selle doonori rakud kasvasid kiiremini, kui neid kombineeriti valproehappega, epilepsiavastase ravimiga, mida seostatakse suurenenud riskiga Autismispektri häire on seotud lastegaemakassellega kokku puutunud.

Kasvuvalud

Siiski on vaja hoolikat järeltööd tagamaks, et kimäärsetes mudelites täheldatud mõjud tulenevad konkreetse rakuliini geneetikast, mitte tihedalt pakitud rakkude vahelisest interaktsioonist, hoiatab Vries.

Kimeroidide tootmine on ka töömahukas, lisab Nowakowski, kes uurib mudelit oma laboris. Kuid automatiseeritud rakukultuurisüsteemid peaksid vähendama töökoormust ja muutma need mudelid sobivaks ajuhaiguste tõhusamate katsete jaoks.