Органоиди, отгледани от фетуси в късен стадий, предлагат тласък на пренаталната медицина
Учените за първи път са отгледали органоиди от фетуси в късна бременност, в пробив, който може да направи много по-лесно наблюдението и лечението на вродени заболявания преди раждането.
Изследователи от болница Great Ormond Street и University College London извлякоха стволови клетки от амниотичната течност, която заобикаля плода по време на бременност. Тези клетки се развиха в органоиди - миниатюрни човешки органи - с диаметър около 1 mm, които показват функционалните характеристики на специфични тъкани: бъбреци, бели дробове и тънки черва.
Откритието, че достатъчен брой стволови клетки изтичат в течността, за да могат учените да ги извлекат и отгледат в органоиди, ще ускори развитието на пренатални лечения, които гарантират здрави раждания, казаха изследователи в проучването.
Органоидите, получени от стволови клетки, са една от най-бързо развиващите се области в биомедицинските изследвания. От мини-черва до мини-мозъци, тъканите се използват в приложения, вариращи от скрининг на експериментални лекарства до оценка на лечението на отделни пациенти. Но ще са необходими повече изследвания, преди органоидите да могат да заменят или допълнят повредените органи.
Феталните открития, които бяха публикувани в Nature Medicine в понеделник, „ще ни позволят да проучим какво се случва по време на развитието както в здравето, така и болест”. каза Матиа Герли, биолог по стволови клетки в UCL. „Ние знаем толкова малко за късната човешка бременност, така че е невероятно вълнуващо да отворим нови области на пренаталната медицина.“
В експеримента клетките бяха извлечени от 12 фетуса. За да демонстрират практическото приложение на технологията, учените са работили с колеги от KU Leuven, университет в Белгия, за да моделират вродена диафрагмална херния. CDH е често фатално заболяване, при което червата и черният дроб на бебето се натискат в гръдния кош през дупка в диафрагмата, упражнявайки силен натиск върху белите дробове.
Белодробни органоиди, отгледани от фетуси с CDH, показват характерни разлики от тези от здрави бременности или от фетуси, които са били успешно лекувани за състоянието с пренатална операция в утробата.
„Това е за първи път успяхме да направим функционална оценка на вроденото състояние на детето преди раждането, което е огромна крачка напред“, каза Паоло де Копи, педиатричен хирург в болница Great Ormond Street, добавяйки, че диагнозата обикновено се основава върху ядрено-магнитен резонанс или ултразвуково изображение и генетични анализи.
Техниката може да се разшири до други вродени заболявания, засягащи червата, бъбреците или белите дробове, каза той, въпреки че те все още не са тествани експериментално.
Незаконно е да се вземат клетки директно от жив плод в по-късните етапи на бременността в много страни, включително САЩ и Обединеното кралство, докато амниотичната течност често се взема за пренатална диагностика.
Органоидите са взети до четири седмици, за да се развият, след като стволовите клетки са били извлечени от амниотичната течност, каза Герли. Това дава достатъчно време да бъдат анализирани и резултатите да бъдат приложени за диагностициране и лечение на вродени аномалии.
Изследователите предупредиха, че технологията ще трябва да бъде валидирана с данни от по-големи проучвания, „Органоидите на амниотичната течност имат голям клиничен потенциал, но все още не са готови за клиниката, нито могат да се използват в този етап за лечение на състояния“, каза Де Копи.
Процесът не зависи от скъпо специализирано оборудване, което потенциално позволява да се прилага широко в родилните болници, каза Герли: „Той изисква много основни умения за клетъчна култура които вече са широко достъпни.“
Роджър Стърми, професор по репродуктивна медицина в университета Хъл, който не е участвал в проекта, каза, че изследването е проправило пътя за по-нататъшни проучвания за „как се формират ключови органи и изпълняват функцията си в развиващия се плод по време на бременност, без да е необходима тъкан, извлечена директно от плода – която обикновено е достъпна само след прекъсване на бременността.“
Проектът UCL/GOSH за тъканно-специфични феталните органоиди се различават от изследванията, провеждани в други лаборатории за създаване на пълни модели на ранни ембриони от стволови клетки.
