LEBAO создал органоид для изучения сердечно-сосудистых заболеваний
Ученые лаборатории LEBAO при Ганноверской медицинской школе разработали инновационный гемопоэтический сердечный органоид. Модель создается из стволовых клеток и предназначена для изучения заболеваний, включая COVID-19, и тестирования новых лекарств.
Исследователи из Научно-исследовательской лаборатории биотехнологии и искусственных органов имени Лейбница (LEBAO), относящейся к Ганноверской медицинской школе, представили инновативную модель органоида, объединяющую сердечную и кроветворную ткани. Результаты этой работы были опубликованы в престижном издании Nature Cell Biology.
Разработанный учеными органоид, названный гемопоэтическим сердечным органоидом (BG-HFO), служит для изучения взаимодействий тканей в трехмерной структуре, воспроизводя аналогичные процессы, происходящие в эмбриональном развитии. Создание мини-органов базируется на использовании человеческих плюрипотентных стволовых клеток (hPSC), которые способны превращаться в различные клеточные типы под воздействием специализированных факторов. Новая модель интегрирует элементы сердечной ткани, сосудистую сеть и клетки-предшественники крови.
Процедура формирования таких органоидов опирается на строгое соблюдение протоколов дифференциации. Команда исследователей в строго определенной последовательности добавляла факторы роста, питательные вещества и сигнальные молекулы, что способствовало формированию сложных структур. Важную роль в процессе сыграло создание плотного эндотелиального слоя, из которого возникают кровеносные сосуды и клетки кроветворной системы.
Сердечный органоид состоит из как минимум семи строго структурированных типов клеток и тканей. Среди них:
- зачатки сердца,
- сосудистая сеть,
- а также клетки-предшественники печени и легких.
Эти структуры имитируют естественные этапы эмбрионального развития и демонстрируют сложные межтканевые взаимодействия. Органоид также включает три чашеобразных слоя, напоминающих ткани раннего эмбриона.
Новые модели открывают широкие перспективы для исследования различных заболеваний, связанных с сердечно-сосудистой системой и другими системами организма. Гемопоэтический сердечный органоид (BG-HFO) предназначен для изучения таких состояний, как COVID-19, онкологические заболевания, а также аномалии развития, вызванные генетическими мутациями. Кроме того, эти органоиды могут быть использованы для тестирования новых лекарственных препаратов. Их гибкость позволяет адаптировать их для изучения разнообразных процессов, которые сложно воспроизвести в животных моделях.