Organele umane milimetrice create în laborator care pot schimba lumea științifică. La ce pot fi folosiți organoizii

„E o parte nouă foarte interesantă a puzzle-ului,” a declarat Anna Devor, neurocercetător din cadrul Universității din Boston, scrie The Scientist. 

Acesta e cel mai recent exemplu de utilizare cu succes al organoizilor.

Organele umane milimetrice create în laborator care pot schimba lumea științifică

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, potrivit AGERPRES.

Printre organele umane milimetrice create în laborator se numără plămâni, ficat, pancreas, intestin, prostată și creier. Cu toate că există încă limitări importante, modelele sunt din ce în ce mai complexe. 

”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.

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

Caracteristica principală a ambelor tipuri de celule este că sunt pluripotente. Adică se pot transforma în orice tip de celulă. Astfel, organele umane milimetrice sunt create în laborator. 

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. Apoi sunt ”reprogramate” pentru a obţine alte tipuri.

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.

Cultivarea organoizilor a început în 2008

Primii paşi în domeniu s-au făcut încă din anii 1980 şi 1990. Atunci s-au realizat progrese în domeniul celulelor pluripotente. Detalii referitoare la primul organoid au devenit cunoscute abia în 2008. 

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. Organele umane milimetrice create în laborator pot revoluționa medicina. 

În 2018, o echipă de la Universitatea Cambridge a publicat în revista Nature descrierea miniplacentelor. Acestea ne permit să înţelegem mai bine cum se dezvoltă placenta în timpul sarcinii. În plus, ajută la studii legate de preeclampsia, problemele de dezvoltare a fătului sau chiar moartea fătului.

În acelaşi an, Zambrano şi echipa sa au publicat în Stem Cell Research & Therapy primele rezultate ale miniplămânilor şi au venit cu mai mai multe date în 2022. Aceste modele 3D, cu dimensiuni între 3 şi 5 milimetri – ca majoritatea organoizilor – imită activitatea plămânilor reali. Obiectivul, printre altele, este aprofundarea studiului oricărei boli respiratorii (cronice, rare sau infecţioase): fibroze pulmonare, boli produse de agenţi infecţioşi precum SARS-CoV-2 (responsabil de COVID-19) sau infecţiile cu pneumococ, acesta din urmă fiind responsabil pentru boli precum pneumonia sau meningita.