Mini corações, pulmões e fígados feitos em laboratório agora cultivam seus próprios vasos sanguíneos
Os organoides cerebrais humanos dentro de um frasco. Os cientistas cresceram corações, fígado e organoides pulmonares com vasos sanguíneos.Crédito: Biblioteca Nacional de Photo dos Institutos de Saúde/Ciência
Os pesquisadores estão fazendo mini órgãos cada vez mais sofisticados no laboratório – e agora podem cultivar seus próprios vasos sanguíneos. As estruturas, que imitam o coração, o fígado, os pulmões e o intestino, são alguns dos modelos mais complexos de desenvolvimento humano já feitos, e contêm populações e estruturas celulares não vistas antes nesses modelos.
“A vascularização dos organoides é um tópico quente”, diz Ryuji Morizane, nefrologista e biólogo de células-tronco do Hospital Geral de Massachusetts em Boston.
As estruturas celulares 3D em miniatura, chamadas organoides, têm sido usadas por muitos anos para testar medicamentos e estudar doenças e desenvolvimento. Mas a maioria dos organoides não possui os vasos que transportam sangue, nutrientes e oxigênio por todo o corpo, o que restringiu seu tamanho, função e capacidade de amadurecer. Os rins, por exemplo, precisam de vasos para filtrar o sangue e produzir urina, e os pulmões precisam que eles trocem oxigênio e dióxido de carbono.
Mês passado Ciência1 e Célula2duas equipes separadas relataram criar organoides vascularizados usando uma nova abordagem que aumenta os organoides com embarcações a partir de seus estágios iniciais. Começando com células -tronco pluripotentes, que podem se transformar em quase qualquer tipo de célula no corpo, os pesquisadores persuadiram as células a formar vasos enquanto faziam o outro tecido órgão.
Os modelos “realmente mostram o poder dessa estratégia”, diz Oscar Abilez, um biólogo de células-tronco da Universidade de Stanford, na Califórnia, que é co-autor de papel e papel de coração e fígado1.
Trabalho inicial
As primeiras tentativas de vascularizar os organoides envolveram o cultivo de tecido do vaso sanguíneo em um prato e depois combinando -o com outros tipos de células para formar ‘assembloids’3. Mas esses modelos ainda eram limitados em sua capacidade de imitar a estrutura e a maturidade dos órgãos reais.
Os pesquisadores tropeçaram na nova abordagem por acidente. Enquanto cresce células epiteliais, que formam o revestimento externo de alguns órgãos e tecidos, várias equipes de pesquisa, incluindo um grupo da Universidade de Michigan, Ann Arbor, relatadas4 que seus organoides também formaram espontaneamente células não epiteliais de um tipo que alinha os vasos sanguíneos. Essas células são tipicamente vistas como ‘contaminantes’ para se livrar, mas o grupo Ann Arbor tentou amplificar essa contaminação nos organoides intestinais.
Capitalizando a surpresa de outros grupos, Yifei Miao, um biólogo de células-tronco do Instituto de Zoologia, Academia Chinesa de Ciências, em Pequim e seus colegas decidiram ver se eles poderiam controlar o crescimento simultâneo de ambos os tipos de células-células epiteliais e de sangue-sangue-no mesmo prato, iniciando com lungoid.
Mas no desenvolvimento inicial, as células epiteliais e de vasos sanguíneos requerem que os gatilhos moleculares opostos crescem. “Você pode salvar um ou outro, então, naturalmente, eles não poderiam crescer juntos”, diz Miao. Ele e seus colegas encontraram um caminho para o tempo da dosagem de um coquetel de moléculas para desencadear a formação de ambos os tipos de tecido de uma só vez de células -tronco2.
