Durante la organog\u00e9nesis del intestino anterior, el equipo de investigaci\u00f3n realiz\u00f3 la secuenciaci\u00f3n de ARN unicelular (scRNA-seq) del intestino anterior embrionario de rat\u00f3n en tres momentos que abarcaron el per\u00edodo de patr\u00f3n temprano e inducci\u00f3n de linaje. Esta imagen de microscopio confocal muestra uno de esos puntos temporales. Cr\u00e9dito: Cincinnati Children’s y RIKEN <\/p>\n
En informes consecutivos publicados el 27 de agosto de 2020 en Nature Communications, un equipo de cient\u00edficos de Cincinnati Children’s y Jap\u00f3n informa sobre descubrimientos que ser\u00e1n vitales para una nueva ola de enfermedades m\u00e1s complejas. desarrollo de organoides. <\/p>\n
Sus hallazgos impulsan los esfuerzos para utilizar c\u00e9lulas madre humanas para desarrollar \u00f3rganos del intestino anterior del feto, incluidos la tr\u00e1quea, el es\u00f3fago, el est\u00f3mago, el h\u00edgado, la ves\u00edcula biliar, los conductos biliares y el p\u00e1ncreas.<\/p>\n
\u00abCon el an\u00e1lisis de una sola c\u00e9lula de embriones de rat\u00f3n, definimos las complejas redes de se\u00f1alizaci\u00f3n que controlan el desarrollo de las c\u00e9lulas mesenquim\u00e1ticas, que forman el m\u00fasculo liso y los tejidos de fibroblastos que son esenciales para la funci\u00f3n de los \u00f3rganos\u00bb, dice el autor principal Aaron Zorn, Ph.D., quien dirige el desarrollo de organoides en Cincinnati Children’s. \u00abLuego usamos esta informaci\u00f3n del rat\u00f3n para diferenciar el tejido humano equivalente en el laboratorio. Esto es importante porque hasta ahora todos los organoides de h\u00edgado, pulm\u00f3n, est\u00f3mago y es\u00f3fago que fabricamos carecen principalmente de estos tipos de c\u00e9lulas mesenquim\u00e1ticas\u00bb.<\/p>\n
Zorn dirige el Centro de Medicina de Organoides y C\u00e9lulas Madre (CuSTOM) en el Cincinnati Children’s, que ha logrado avances revolucionarios en el desarrollo de organoides en el est\u00f3mago, el intestino, el h\u00edgado y el es\u00f3fago. En 2019, el grupo CuSTOM lanz\u00f3 una colaboraci\u00f3n formal con RIKEN, la instituci\u00f3n de investigaci\u00f3n integral m\u00e1s grande de Jap\u00f3n, para buscar una mayor innovaci\u00f3n en organoides.<\/p>\n
Los art\u00edculos publicados en Nature Communications representan los primeros resultados de esa colaboraci\u00f3n.<\/p>\n
Descifrando el desarrollo del intestino anterior c\u00e9lula por c\u00e9lula<\/p>\n
En este estudio, los cient\u00edficos informan que detectaron un conjunto de se\u00f1ales dentro del proto\u00f3rgano del intestino anterior en embriones en etapa muy temprana que activan c\u00f3mo y cu\u00e1ndo se forman los otros \u00f3rganos . Espec\u00edficamente, encontraron que las se\u00f1ales son impulsadas por los genes Wnt y SHH, que viajan entre las c\u00e9lulas en las capas de endodermo y mesodermo de embriones muy tempranos.<\/p>\n
Para definir estas se\u00f1ales, los coautores Lu Han, Ph.D., y Keishi Kishimoto, Ph.D., colaboraron con los expertos en organoides James Wells, Ph.D., y Takanori Takebe, MD, para desarrollar un mapa de alta resoluci\u00f3n del desarrollo del intestino anterior en ratones. Detectaron una variedad inesperada de c\u00e9lulas que env\u00edan un coro de se\u00f1ales maestras que desencadenan la formaci\u00f3n de varios \u00f3rganos que se ramifican desde el intestino anterior.<\/p>\n
Este estudio es el primero en precisar la din\u00e1mica en juego en el mesodermo embrionario. , dicen los coautores.<\/p>\n
La acci\u00f3n ocurre muy temprano, entre los d\u00edas embrionarios 8.5 y 9.5 en ratones, lo que corresponde aproximadamente a los d\u00edas 17 a 23 en la gestaci\u00f3n humana. Durante esta breve ventana de desarrollo, grupos de c\u00e9lulas en ciertos puntos a lo largo del tubo simple del intestino anterior comienzan a transformarse en los brotes de \u00f3rganos que se convierten en la tr\u00e1quea, el es\u00f3fago, el h\u00edgado y el p\u00e1ncreas.<\/p>\n
Al estudiar la actividad de se\u00f1alizaci\u00f3n molecular durante este per\u00edodo, a nivel de c\u00e9lula por c\u00e9lula, los investigadores produjeron una hoja de ruta que muestra c\u00f3mo y por qu\u00e9 los \u00f3rganos brotan donde lo hacen. Luego usaron estas se\u00f1ales para cultivar tejido de diferentes \u00f3rganos a partir de c\u00e9lulas madre pluripotentes humanas.<\/p>\n
En septiembre de 2019, Takebe y sus colegas informaron sobre el primer \u00e9xito mundial en el cultivo de un sistema de tres organoides que inclu\u00eda el h\u00edgado, el p\u00e1ncreas y conductos biliares. Ese avance tard\u00f3 cinco a\u00f1os en lograrse y los organoides producidos no pose\u00edan todos los tipos de c\u00e9lulas necesarios para una funci\u00f3n de tama\u00f1o completo.<\/p>\n
La nueva hoja de ruta permitir\u00e1 a los cient\u00edficos de CuSTOM desarrollar \u00f3rganos interconectados m\u00e1s competitivos, dice Zorn. <\/p>\n
Una inmersi\u00f3n profunda en el desarrollo de la tr\u00e1quea<\/p>\n
En un art\u00edculo paralelo que tambi\u00e9n aparece en Nature Communications, los equipos de RIKEN y CuSTOM ampliaron estos estudios con extensos experimentos en ratones para definir mejor los mecanismos de la tr\u00e1quea. formaci\u00f3n.<\/p>\n
Este estudio dirigido por el experto en desarrollo pulmonar Mitsuru Morimoto, Ph.D., en Jap\u00f3n, utiliz\u00f3 ratones gen\u00e9ticamente modificados para aprender qu\u00e9 se\u00f1ales celulares eran m\u00e1s importantes para la formaci\u00f3n de la tr\u00e1quea. Cuando estas se\u00f1ales fallan, el embri\u00f3n en desarrollo no forma correctamente los anillos de cart\u00edlago y los tejidos musculares lisos que la tr\u00e1quea necesita para llevar aire a los pulmones.<\/p>\n
El Cincinnati Children’s, que desarroll\u00f3 el primer organoide de es\u00f3fago humano en 2018, ha estado trabajando con el equipo de RIKEN en este proyecto como parte de su participaci\u00f3n con el Consorcio CLEAR (Investigaci\u00f3n de defectos cong\u00e9nitos del es\u00f3fago y de las v\u00edas respiratorias).<\/p>\n
\u00abEste trabajo ayuda a explicar lo que sucede cuando los defectos de nacimiento como la atresia esof\u00e1gica, la f\u00edstula traqueoesof\u00e1gica , y se produce traqueomalacia\u00bb, dice Zorn. \u00abEste trabajo tambi\u00e9n abre la puerta para generar alg\u00fan d\u00eda tejido de es\u00f3fago y tr\u00e1quea para el reemplazo de tejido\u00bb.<\/p>\n
Implicaciones para la ingenier\u00eda de tejidos<\/p>\n
La gran complejidad de la nueva hoja de ruta de se\u00f1alizaci\u00f3n ayuda a explicar por qu\u00e9 tom\u00f3 tanto tiempo hacer el avance inicial de tres organoides. Por ejemplo, el mapa revel\u00f3 cinco poblaciones distintas de c\u00e9lulas mesenquimales involucradas solo en la formaci\u00f3n del h\u00edgado.<\/p>\n
Ahora, los coautores dicen que la nueva hoja de ruta acelerar\u00e1 el proceso y podr\u00eda expandir los tipos de \u00f3rganos que se pueden cultivar. juntos, y permitir\u00e1 a los investigadores desarrollar conjuntos de organoides dise\u00f1ados para imitar las condiciones que provocan defectos de nacimiento o un mayor riesgo de enfermedades, incluidas algunas formas de c\u00e1ncer.<\/p>\n
\u00abUn resultado importante de nuestro estudio fue utilizar la hoja de ruta de se\u00f1alizaci\u00f3n para dirigir el desarrollo de c\u00e9lulas madre en diferentes tipos de c\u00e9lulas de \u00f3rganos\u00bb, dice Takebe. \u00abEste enfoque puede tener aplicaciones importantes para la ingenier\u00eda de tejidos\u00bb.<\/p>\n
A corto plazo, estos sistemas de organoides se pueden usar para probar nuevos medicamentos con mucha menos dependencia de modelos animales, o para evaluar los da\u00f1os causados por la contaminaci\u00f3n, dietas, al\u00e9rgenos, etc. A m\u00e1s largo plazo, una vez que se espera aprender formas de hacer crecer organoides a tama\u00f1os significativamente m\u00e1s grandes, los tejidos personalizados creados en laboratorio podr\u00edan usarse para reparar \u00f3rganos da\u00f1ados y, alg\u00fan d\u00eda, incluso reemplazar los defectuosos.<\/p>\n
El documento establece los protocolos para otros cient\u00edficos utilizar para hacer sus propios sistemas organoides. Los datos detallados recopilados durante el proyecto tambi\u00e9n se pueden explorar a trav\u00e9s del sitio web interactivo research.cchmc.org\/ZornLab-singlecell. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
El estudio identifica una red de genes que dirige el desarrollo de la tr\u00e1quea y el es\u00f3fago M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Lu Han et al, Single cell transcriptomics identifica una red de se\u00f1alizaci\u00f3n que coordina la diversificaci\u00f3n del endodermo y el mesodermo durante la organog\u00e9nesis del intestino anterior , Comunicaciones de la naturaleza (2020). DOI: 10.1038\/s41467-020-17968-x <\/p>\n Keishi Kishimoto et al. La se\u00f1alizaci\u00f3n bidireccional de Wnt entre el endodermo y el mesodermo confiere identidad traqueal en c\u00e9lulas humanas y de rat\u00f3n, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038\/s41467-020-17969-w Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Communications <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Durante la organog\u00e9nesis del intestino anterior, el equipo de investigaci\u00f3n realiz\u00f3 la secuenciaci\u00f3n de ARN unicelular (scRNA-seq) del intestino anterior embrionario de rat\u00f3n en tres momentos que abarcaron el per\u00edodo de patr\u00f3n temprano e inducci\u00f3n de linaje. Esta imagen de microscopio confocal muestra uno de esos puntos temporales. Cr\u00e9dito: Cincinnati Children’s y RIKEN En informes … Continuar leyendo \u00abDos descubrimientos impulsan el desarrollo de organoides de pr\u00f3xima generaci\u00f3n\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-33340","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/33340","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=33340"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/33340\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=33340"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=33340"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=33340"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}