Blodkarorganoider minimerer hurtigt skader på skadet væv

Blodkar, der er dyrket i laboratoriet på kun fem dage, kunne hurtigt forhindre den vævsskade, der kan forekomme efter en ulykke

En human vaskulær organoid genereret fra stamceller

En human vaskulær organoid genereret fra stamceller

Små kugler med lab-dyrkede blodkar hjalp med at gendanne blodgennemstrømningen til såret væv hos mus, hvilket minimerer nekrose. Denne tilgang kunne en dag bruges til at reducere nogle af skaden forårsaget af ulykker eller blodpropper.

Forskere har tidligere lavet klumper af lab-dyrkede blodkar, kendt som organoider, ved at nedsænke humane stamceller i en cocktail af kemikalier. Men denne tilgang tager et par uger og producerer ofte fartøjer, der dårligt efterligner dem i kroppen, siger Juan Melero-Martin ved Harvard University.

I en alternativ tilgang konstruerede Melero-Martin og hans kolleger genetisk humane stamceller, der blev fremstillet ved omprogrammering af hudceller. De gav stamcellerne en genetisk sekvens, der får dem til at udvikle sig til blodkar i nærvær af det antibiotiske doxycyclin. ”Det lykkedes os at få blodkar-organoider på kun fem dage,” siger Melero-Martin. Karrene havde også protein- og genaktivitetsniveauer, der var meget lig dem, der findes i den menneskelige krop, siger han.

For at teste, om deres organoider kunne behandle såret væv, afskærer forskerne kirurgisk blodforsyningen til et ben af ​​flere mus, så det var mindre end 10 procent af det normale niveauer. En time senere implanterede de 1000 organoider på hvert af skadestederne.

Ved billeddannelse af musene to uger senere fandt teamet, at de implanterede blodkar havde smeltet sammen med dem, der allerede var i dyrene, og gendannede blodforsyningen til 50 procent af det normale niveauer – et betydeligt beløb, siger Oscar Abilez ved Stanford University i Californien. “For eksempel i en hjerteanfaldssituation, hvis du kan gendanne så meget blodgennemstrømning til væv, i en rimelig tid, ville det være vigtigt for at reducere vævsskader.”

Efter behandling havde ca. 75 procent af dyrene minimale niveauer af dødt væv, siger Melero-Martin. Blandt dem, der blev såret og ikke fik de implanterede blodkar, døde de fleste af benvævet i omkring 90 procent af individerne.

I et andet eksperiment brugte forskerne organoiderne til behandling af mus med type 1 -diabetes, hvor skader på bugspytkirtlen får blodsukkerniveauet til at blive for høje. De fandt, at implantering af organoiderne i musene sammen med transplantationer af bugspytkirtelvæv væsentligt forbedrede deres blodsukkerkontrol sammenlignet med transplantation af pancreasvæv alene.

Men yderligere undersøgelser i større dyr som svin er nødvendige, før fremgangsmåden kan testes hos mennesker, siger Abilez. Melero-Martin siger, at holdet håber at gøre dette og tilføjer, at menneskelige studier realistisk kunne finde sted inden for fem år.

Udover at behandle vævsskade, kan resultaterne hjælpe udviklingen af ​​lab-dyrkede mini-algenser, der bedre efterligner, hvad der sker i kroppen eller endda mini-tumours, som forskere kan studere og teste behandlinger på i laboratoriet.

”Indtil for nylig kan disse organoider kun vokse til en bestemt størrelse, fordi de ikke har blodkar – så efter en bestemt størrelse, et par millimeter, begynder de at dø,” siger Abilez. ”Denne undersøgelse tilbyder en måde at tilføje blodkar til disse organoider, så de bedre repræsenterer et menneskes fysiologi og er mere nyttige til at udvikle behandlinger.”