Ученые вырастили человеческие кровеносные сосуды в чашке Петри

Ученые вырастили человеческие кровеносные сосуды в чашке Петри

Ученым впервые удалось вырастить совершенные человеческие кровеносные сосуды в виде органоидов в чашке Петри.

Революционная инженерная технология, изложенная в новом исследовании, опубликованном в Nature , значительно продвигает исследования сосудистых заболеваний, таких как диабет, определяя ключевой путь для потенциального предотвращения изменений в  кровеносных сосудах - основной причины смерти и заболеваемости среди людей с диабетом.

Органоид представляет собой трехмерную структуру, которая была выращена из стволовых клеток и имитирующая орган. Тем самым данная структура может использоваться для изучения аспектов этого органа в чашке Петри.

«Способность строить человеческие кровеносные сосуды как органоиды из стволовых клеток меняет все», - сказал старший автор исследования Джозеф Пеннингер (Josef Penninger) .

«Каждый орган нашего тела связан с системой кровообращения. Это может потенциально позволить исследователям раскрыть причины и способы лечения различных сосудистых заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, проблемы заживления ран, инсульт, рак и, конечно, сахарный диабет."

По оценкам, диабетом страдают 420 миллионов человек по всему миру. Многие симптомы  диабета являются результатом изменений в кровеносных сосудах, которые приводят к нарушению кровообращения и снабжению тканей кислородом. Несмотря на его распространенность, очень мало известно о сосудистых изменениях, возникающих в результате диабета. Это ограничение замедлило развитие столь необходимого лечения.

Чтобы решить эту проблему, Пеннингер и его коллеги разработали инновационную модель: трехмерные органоиды кровеносных сосудов человека, выращенные в чашке Петри. Эти так называемые «сосудистые органоиды» можно культивировать с использованием стволовых клеток в лаборатории, поразительно имитируя структуру и функцию настоящих кровеносных сосудов человека.

Когда исследователи трансплантировали органоиды кровеносных сосудов мышам, они обнаружили, что они превратились в прекрасно функционирующие кровеносные сосуды человека, включая артерии и капилляры. Открытие показывает, что возможно не только создать органоиды кровеносных сосудов из стволовых клеток человека в чашке, но также вырастить функциональную сосудистую систему человека у другого вида.

Органоиды очень похожи на человеческие капилляры, даже на молекулярном уровне, и теперь учёные смогут использовать их для изучения заболеваний кровеносных сосудов непосредственно на тканях человека.

Одной из особенностей диабета является то, что в кровеносных сосудах утолщается базальная мембрана. В результате доставка кислорода и питательных веществ к клеткам и тканям сильно нарушается, вызывая множество проблем со здоровьем.

Исследователи поместили  органоиды кровеносных сосудов в «диабетическую» среду в чашке Петри.

«Удивительно, но мы могли наблюдать массовое расширение базальной мембраны в сосудистых органоидах», - сказал Рейнер Виммер (Reiner Wimmer),первый автор исследования. «Это типичное утолщение базальной мембраны поразительно похоже на сосудистое повреждение, наблюдаемое у пациентов с диабетом».

Затем исследователи искали химические соединения, которые могли бы блокировать утолщение стенок кровеносных сосудов. Они обнаружили, что ни один из существующих противодиабетических препаратов не оказывает положительного влияния на эти дефекты кровеносных сосудов. Однако они обнаружили, что ингибитор γ-секретазы (γ-secretase) , предотвращает утолщение стенок кровеносных сосудов, предполагая, по крайней мере, на животных моделях, что блокирование γ-секретазы может быть полезным при лечении диабета.

Исследователи говорят, что результаты могут помочь им определить основные причины сосудистых заболеваний, а также потенциально разработать и протестировать новые методы лечения пациентов с диабетом.

Вы можете оценить статью: 0


Источник
Автор:
Категория: Статья
Рейтинг: 3399


Для доступа к комментариям, пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь