«В то время как мы не построили полностью функциональное легкое, мы были в состоянии взять клетки легкого и разместить их в правильный геометрический интервал и образец, чтобы подражать человеческому легкому», сказала доктор Брижитт Гомперц, адъюнкт-профессор детской гематологии / онкология и ведущий автор исследования.Идиопатический легочный фиброз – хроническое заболевание легких, характеризуемое, царапая легких. Царапание делает легкие толстыми и жесткими, который со временем приводит к прогрессивно ухудшающейся одышке и отсутствию кислорода к мозговым и жизненным органам.
После диагноза большинство людей с болезнью живет приблизительно три – пять лет. Хотя исследователи не знают то, что вызывает идиопатический легочный фиброз во всех случаях для небольшого процента людей, он бежит в их семьях.
Кроме того, курение сигарет и воздействие определенных типов пыли могут увеличить риск заболевания болезнью.Чтобы изучить эффект генетических мутаций или наркотиков на клетках легкого, исследователи ранее полагались на двумерные культуры клеток. Но когда они берут клетки от людей с идиопатическим легочным фиброзом и выращивают их на этих плоских культурах, клетки кажутся здоровыми. «Ученые действительно не были в состоянии смоделировать легкое, царапающее в блюде», сказал Гомпертс, который является членом Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Широкий Центр Исследования стволовых клеток.
Неспособность смоделировать идиопатический легочный фиброз в лаборатории мешает изучать биологию болезни и проектировать возможное лечение.Gomperts и ее коллеги начали со стволовых клеток, созданных, используя клетки от взрослых легких. Они использовали те клетки, чтобы покрыть липкие бусинки гидрогеля, и затем они разделили эти бусинки в маленькие скважины, каждый только 7 миллиметров через.
В каждом хорошо, клетки легкого выросли вокруг бусинок, которые связали их и сформировали равномерно распределенный трехмерный образец. Чтобы показать, что эти крошечные organoids подражали структуре фактических легких, исследователи сравнили выращенные лабораторией ткани с реальными разделами человеческого легкого.«Техника очень проста», сказал Дэн Уилкинсон, аспирант в отделе материаловедения и разработки и первого автора газеты. «Мы можем сделать тысячи восстанавливаемых частей ткани, которые напоминают легкое и содержат определенные для пациента клетки».
Кроме того, когда Уилкинсон и Гомпертс добавили определенные молекулярные факторы к 3D культурам, легкие страдали от шрамов, подобных замеченным в легких людей, у которых есть идиопатический легочный фиброз, что-то, что не могло быть достигнуто, используя двумерные культуры этих клеток.Используя новое легкое organoids, исследователи будут в состоянии изучить биологические подкрепления заболеваний легких включая идиопатический легочный фиброз, и также проверить возможное лечение болезней.
Чтобы изучить болезнь человека, или какие наркотики могли бы работать лучше всего в их случае, клиницисты могли собрать клетки от человека, превратить их в стволовые клетки, уговорить те стволовые клетки, чтобы дифференцироваться в клетки легкого, затем использовать те клетки в 3D культурах. Поскольку настолько легко создать много крошечных organoids сразу, исследователи могли показать эффект многих наркотиков. «Это – основание для медицины точности и персонализированного лечения», сказал Гомпертс.
В дополнение к Гомпертсу и Уилкинсону, другие авторы исследования – Preethi Vijayaraj, Абдо Дурра, доктор Стивен Джонас, Мэнэш Пол, Саравэнэн Кэрамбаярэм и Брюс Данн, весь Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, а также Джекелин Альва-Орнелас, доктор Дженнифер Сакр и Уэйд Ричардсон, которые были в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе во время исследования.