Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Organoidy: miniaturowe narządy wykorzystywane do badań nad chorobami i nowymi lekami

Wytwarzanie miniaturowych wersji narządów w probówce może brzmieć jak science fiction, ale dzięki postępowi w technologii komórek macierzystych i bioinżynierii naukowcy mogą teraz sztucznie wyhodować z masy komórek organoidy, które posiadają właściwości podobne do narządów. Organoidy to komórki hodowane w specjalnych trójwymiarowych (3D) środowiskach, tworzące miniaturowe narządy o uproszczonej budowie, ale zachowujące niektóre funkcje fizjologiczne. Są one otrzymywane z jednej lub kilku komórek, z tkanki, embrionalnych komórek macierzystych lub indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, które mogą się samoorganizować w trójwymiarowe kultury.
Organoidy: miniaturowe narządy wykorzystywane do badań nad chorobami i nowymi lekami
Po tym jak stwierdzono, że komórki w hodowlach 2D nie zachowują się tak jak w warunkach in vivo, kultury 3D organoidów stały się obiecującymi modelowymi systemami do badania rozwoju tkanek i opracowywania nowych terapii. Ostatnie przełomowe odkrycia technologiczne umożliwiają tworzenie modeli kultury 3D, które pod względem fizjologicznym w większym stopniu odpowiadają środowisku in vivo. Dlatego badacze z dziedziny nauk fizycznych i inżynierii starają się poprawić warunki kultury 3D, aby hodować mininarządy w probówce.

Organoidy stają się coraz bardziej złożone, w miarę jak uczeni zgłębiają mechanizmy związane z liniami i różnicowaniem komórek macierzystych. Powstały już modele wielu organów, w tym mózgu, wątroby, nerek, piersi, siatkówki i narządów przewodu pokarmowego. Mogą one być wykorzystywane w modelach infekcji i badaniach toksyczności, a także do testowania cząsteczek farmaceutycznych oraz w medycynie spersonalizowanej i regeneracyjnej/przeszczepach organów.

Miniaturowe organy do modelowania chorób

Ta broszura CORDIS Results Pack przedstawia pierwsze rezultaty finansowanych ze środków UE/ERBN projektów w dziedzinie organoidów. Opisano w niej pięć projektów w kontekście wynikających z nich postępów naukowych w zakresie technologii organoidów oraz sposobu ich wykorzystania jako modeli narządów in vivo.

Przeniesienie wyników badań z modeli zwierzęcych na ludzi stanowi jedną z głównych przeszkód w badaniach farmaceutycznych, szczególnie w przypadku zaburzeń mózgu, takich jak choroby neuroproduktywne i rozwojowe. W tym kontekście, w ramach projektu Mini Brains uzyskano organoidy mózgu, aby zbadać mechanizmy różnych zaburzeń neurologicznych i odkryć nowe substancje do ich leczenia. Z kolei uczestnicy inicjatywy TOXANOID dowiedli, że opracowana przez nich technologia może przewyższać obecne systemy in vitro i zastąpić znaczną część badań toksykologicznych na zwierzętach. Zespół z powodzeniem opracował systemy organoidowe dla kilku narządów, w tym jelita cienkiego, jelita grubego i wątroby.

Technologie w zakresie trójwymiarowych organoidów in vitro

W ramach projektu ColonCan naukowcy opracowali nowe trójwymiarowe hodowle organoidów ex vivo, które powielają genetyczne zdarzenia w raku jelita grubego (CRC), drugiej najczęstszej przyczynie zgonów związanych z nowotworami, jako narzędzia do testowania nowych terapii. Projekt COMIET doprowadził do powstania nowej platformy hodowli komórek dla tkanek nabłonkowych, która może przyspieszyć modelowanie chorób in vitro, przedkliniczne badania przesiewowe w kierunku skuteczności i toksyczności leków oraz zrozumienie rozwoju organów. W ramach projektu CLOC wytworzono organoidy wątroby in vitro z wykorzystaniem hepatocytów wyhodowanych na trójwymiarowych (3D) rusztowaniach jako nowatorskie modele do badania rozwoju i chorób wątroby oraz potencjalnego leczenia dziedzicznych zaburzeń związanych z cholestazą.
2018-06-25
Organoidy do leczenia chorób wątroby
Przeszczepianie komórek jest obiecującym nowym podejściem do regeneracji narządów dotkniętych chorobą lub po urazie. Aby wspierać różnicowanie się hepatocytów od komórek...
2018-06-25
Organoidy w walce z rakiem
Rak jelita grubego stanowi drugą najczęstszą przyczynę zgonów związanych z nowotworami. Europejscy naukowcy opracowali nowe trójwymiarowe hodowle organoidów ex vivo, które powielają...
2018-06-25
Inżynieria tkankowa łagodzi skutki chorób i zaburzeń układu pokarmowego
Tkanki nabłonkowe pokrywają wszystkie odsłonięte powierzchnie ciała, wyściełają większość naszych organów i tworzą bariery chroniące organizm przed uszkodzeniami fizycznymi,...
2018-06-25
Miniaturowe narządy na płytce
Badania toksykologiczne i farmakologiczne są obecnie prowadzone na liniach komórkowych lub zwierzętach doświadczalnych. Naukowcy z projektu TOXANOID opracowali miniaturowe narządy...
2018-06-25
Organoidy mózgowe: innowacyjne leczenie zaburzeń neurologicznych
Możliwość wytwarzania ludzkiej tkanki in vitro na płytce Petriego powinna zrewolucjonizować badania biomedyczne. Europejscy naukowcy uzyskali organoidy mózgu, aby zbadać mechanizmy...

Related Results Packs

2018-05-11
Nowa broń w walce z antybiotykoopornością
Jednym z największych wyzwań, przed jakimi staje nowoczesna medycyna, jest nieograniczone stosowanie antybiotyków, skutkujące opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe oraz...
2018-05-04
Nanomedycyna – innowacyjne sposoby leczenia poważnych schorzeń
Schorzenia często powiązane z podeszłym wiekiem, takie jak rak, choroby sercowo-naczyniowe, choroba Alzheimera i choroba Parkinsona, a także cukrzyca, są wyniszczające dla...
2017-10-16
Innowacje i odkrycia dzięki nowoczesnym badaniom nad Mikrobiomem
Mikrobiomy otaczają wszystko i wszystkich, a zrozumienie ich roli, tego czym są i w jaki sposób wchodzą w interakcje stanowi nową granicę nauki, która teraz jest osiągalna dzięki...
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę