Los investigadores generan con éxito organoides en suspensión, lo que ofrece una nueva oportunidad para los investigadores

Comparación de marcadores mesoteliales en intestino humano con organoides cultivados en Matrigel, alginato al 1 % y suspensión. Crédito: Spence Lab

Durante los últimos diez años, los científicos que estudian cómo se desarrolla y funciona el cuerpo humano en el nivel más básico han disfrutado de una especie de renacimiento, gracias a estructuras llamadas organoidesdiminutos modelos 3D de órganos desarrollados a partir de células madre pluripotentes que crecer en placas de petri.

Los organoides se derivan de células madre pluripotentes humanas, que se pueden convertir en cualquier tipo de célula del cuerpo humano y se han convertido en una importante herramienta de investigación para comprender el desarrollo humano y las enfermedades. Han permitido a los científicos alejarse del simple crecimiento bidimensional de células en cultivo y han proporcionado información importante sobre la forma tridimensional compleja y la función de varios órganos, como los pulmones, el cerebro y el corazón. Sin embargo, cultivar órganos diminutos en una placa es un proceso complicado.

Un laboratorio de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, dirigido por Jason Spence, Ph.D., del Departamento de Medicina Interna, ha desarrollado un nuevo forma significativamente más simple de cultivar un modelo 3D del intestino que conduce a una mayor complejidad y organización. El avance, publicado en Cell Reports, detalla cómo los organoides intestinales ahora incluyen células que forman el mesotelio seroso, la capa protectora más externa del intestino. Esta capa también se encuentra recubriendo muchos otros sistemas de órganos y es fundamental para la producción de una superficie no adhesiva que permite el movimiento relativamente sin fricción de los órganos dentro de la cavidad abdominal.

Investigaciones anteriores que cultivaron varios tipos de mini órganos en los que se basaron un gel de apoyo llamado Matrigel, que forma un andamiaje 3D que permitió que diferentes tipos de células se desarrollaran en un organoide.

«Matrigel es el estándar de oro para los cultivos de organoides, pero tiene limitaciones», explicó Meghan Capeling, una Doctor. candidato en el laboratorio de Spence y líder de la nueva investigación. Por un lado, Matrigel es muy caro, alrededor de $200 por 5 ml de producto. En segundo lugar, se deriva de células tumorales de ratón, «por lo que si está considerando aplicaciones clínicas posteriores, no funcionaría bien porque contiene componentes biológicos desconocidos», dijo Capeling.

En un artículo anterior publicado en En 2018, Capeling y sus colegas determinaron que los organoides intestinales podrían cultivarse en un gel de alginato biológicamente inerte más simple, ya que forman sus propias células mesenquimatosas de apoyo que en el feto en desarrollo se convierten en tejido conectivo y músculo liso.

Este hallazgo llevó al equipo a preguntarse si las células necesitaban un entorno de crecimiento 3D. La respuesta, determinaron, es no. En el nuevo artículo, describen su exitosa generación del organoide intestinal humano en un cultivo de suspensión simple.

«En realidad, se parece un poco a un té de burbujas», dijo Capeling, «es solo una placa de cultivo de tejido normal». lleno de medios de crecimiento». (El medio de crecimiento es un líquido con sustancias químicas que sustentan la vida y nutrientes para el crecimiento de las células). Compararon los organoides en suspensión con tejido humano real, así como con organoides formados con Matrigel y alginato, y descubrieron que tenían un aspecto similar a nivel molecular. . De hecho, los organoides en suspensión se parecían más al tejido humano real.

El siguiente paso del equipo fue ver si estos miniintestinos flotantes podían funcionar como un intestino humano en desarrollo, y buscaron utilizar los organoides para comprender cómo se forma la capa serosa, teniendo en cuenta que se sabe poco o nada sobre este proceso en el contexto del desarrollo humano. El equipo cuestionó las señales químicas que hacen que se forme la serosa en el cultivo en suspensión, dice Capeling.

«Este es uno de los primeros estudios para tener una idea de los reguladores específicos que podrían desempeñar un papel en el cultivo adecuado». desarrollo de la serosa intestinal».

Dado que el desarrollo anormal de la serosa puede conducir a defectos congénitos, el equipo esperaba aprovechar los organoides para descubrir cómo se forma normalmente esta capa de tejido. Usando medicamentos que bloquean la actividad de proteínas específicas, Capeling y el equipo identificaron dos vías, llamadas Wnt y Hedgehog, que eran esenciales para la formación normal de la serosa. Aunque el método de suspensión resultó en menos organoides en general, para los investigadores que utilizan células madre pluripotentes humanas, el método podría cambiar las reglas del juego. El equipo espera que el cultivo en suspensión abra la posibilidad de experimentos con organoides a mayor escala y sea un sistema mejorado para estudiar el desarrollo humano y las enfermedades.

Entre otros autores se incluyen Sha Huang, Charlie Childs, Joshua H. Wu , Yu-Hwai Tsai, Angeline Wu, Neil Garg, Emily M. Holloway, Nambirajan Sundaram, Carine Bouffi, Michael Helmrath y Jason R. Spence.

Explore más

Sistema multiorganoide para simular el eje de los islotes hepáticos humanos en pacientes normales y con diabetes tipo 2 Más información: Meghan M. Capeling et al, El cultivo en suspensión promueve el desarrollo mesotelial seroso en organoides intestinales humanos, Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110379 Información de la revista: Cell Reports

Proporcionado por la Universidad de Michigan Cita: Investigadores generan con éxito organoides en suspensión, lo que ofrece una nueva oportunidad para investigadores (2022, 16 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-successfully-organoids-suspension-opportunity.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.