Mini-organe umane, fabricate în laborator

Organoizii sunt versiuni milimetrice ale organelor umane care se fabrică în laborator prin intermediul culturilor celulare. Aceste structuri 3D servesc la studierea bolilor sau la evaluarea medicamentelor, o adevărată revoluţie ştiinţifică ce avansează cu paşi uriaşi din 2008.

Plămân, ficat, pancreas, intestin, prostată sau creier sunt doar câteva dintre organele care au deja o replică în miniatură şi, cu toate că există încă limitări importante, modelele sunt din ce în ce mai complexe, iar progresele – tot mai semnificative. ”Vedem lucruri care par a fi ştiinţifico-fantastice”, comentează pentru EFE omul de ştiinţă Alberto Zambrano.

Expert în miniplămâni artificiali, Zambrano, cercetător la Institutul de Sănătate Carlos III (ISCIII) din Madrid, explică cum se fabrică ”in vitro” aceste versiuni miniaturizate, la ce folosesc şi care sunt principalele obstacole.

Primul organoid

Organoizii sunt ”agregatori” tridimensionali de celule care reproduc structura şi funcţia organului uman şi sunt generaţi în principal din celule stem embrionare (CSE) sau din celule stem pluripotente induse (SPI), prin mimarea dezvoltării umane sau a regenerării in vitro a organelor, în astfel de culturi 3D.

Vezi si:  Ce este si din ce cauza apare carcinomul bazocelular?

Primele se găsesc în embrion şi se obţin imediat după fecundarea ovulului – în cazul echipei lui Zambrano, ţesutul celular pe care îl foloseşte provine din donaţiile stocate în banca biologică umană (sau biobancă) din Granada (Comunitatea Autonomă Andaluzia, Spania). Al doilea tip de celule se prelevează din celulele unui ţesut, cum ar fi pielea, iar apoi sunt ”reprogramate” pentru a obţine alte tipuri.

Caracteristica principală a ambelor tipuri de celule este că sunt pluripotente, altfel spus, se pot transforma în orice tip de celulă. Graţie progreselor tehnologice şi de bioinginerie, oamenii de ştiinţă pot cultiva în laborator o masă din aceste celule pentru a crea organoizi, cu forme eterogene, inclusiv sferoide.

Deşi primii paşi s-au făcut încă din anii 1980 şi 1990, când s-au realizat progrese în domeniul celulelor pluripotente, detalii referitoare la primul organoid au devenit cunoscute abia în 2008. A fost vorba despre cortexul cerebral. Yoshiki Sasai şi echipa sa de la Institutul de Cercetare RIKEN (Japonia) au publicat în revista Stem Cell formarea autoorganizată a ţesuturilor corticale pornind de la celule stem embrionare. Ei au demonstrat că neuronii generaţi au fost funcţionali, transplantabili şi capabili să formeze conexiuni adecvate de durată ”in vivo” şi ”in vitro”.

Vezi si:  Un nou vaccin împotriva malariei

Acesta a fost începutul, spune Zambrano, dar progresele au continuat, cu producerea altor organoizi şi ţesuturi, cum a fost cazul formării de ţesut epitelial la nivelul mucoasei intestinale pe care l-a realizat echipa geneticianului olandez Hans Clevers de la Institutul Hubrecht (Nature, 2009).

”Ne aflăm în plină revoluţie care a progresat în ritm alert din 2008. Vedem lucruri care par a fi – dar care nu sunt – science fiction: organoizii sunt viitorul”, consideră Zambrano, din cadrul Unităţii Funcţionale de Investigaţie a Bolilor Cronice din cadrul ISCIII.