Przełomowa technika inżynierii molekularnej zwiększa złożoność realistycznych mini-organów z różnorodnymi komórkami

WarsawNowa technika w inżynierii molekularnej umożliwia tworzenie realistycznych struktur tkankowych organoidów. Naukowcy wykorzystują mikrokulki złożone z specjalnie sfałdowanego DNA, aby kontrolować, jak czynniki wzrostu i molekuły sygnałowe uwalniane są w tkance. Ta metoda pozwala na rozwój bardziej zaawansowanych organoidów, które znacznie przypominają prawdziwą tkankę zarówno pod względem struktury, jak i składu komórkowego.

Nowa technika polega na wstrzykiwaniu mikrokulek DNA do rosnących organoidów. Kuleczki te zawierają białka lub inne molekuły, które mogą być uwalniane po ekspozycji na światło UV. Metoda ta umożliwia precyzyjną kontrolę nad czasem i miejscem istotnych sygnałów rozwojowych w tkankach. Zespół, w skład którego wchodzą biolodzy, lekarze, fizycy i naukowcy zajmujący się materiałami, wykazał, że ta technika działa na organoidach siatkówki ryby japońskiej medaka.

Kluczowe cechy tej techniki obejmują:

• Dokładną kontrolę nad uwalnianiem czynników wzrostu i cząsteczek sygnałowych.
• Lokalizowane dostarczanie do rozwijających się tkanek.
• Możliwość wierniejszego odtwarzania naturalnego składu komórkowego.
• Elastyczność w transporcie różnych typów cząsteczek sygnałowych.

Wcześniej osiągnięcie takiego poziomu kontroli było niemożliwe. Naukowcy musieli dodawać czynniki wzrostu z zewnątrz, co często powodowało niepożądane efekty i prowadziło do uproszczenia organoidów. Nowa metoda umożliwia uwalnianie czynników wzrostu w określonych miejscach, co skutkuje bardziej realistycznym rozwojem tkanek. To daje lepsze modele do badania chorób ludzkich i rozwoju.

Zobacz również:

Dzisiaj · 00:03

Elektryczna stymulacja nerwów pomaga na ból i zmęczenie u pacjentów z długim COVID.

Naukowcy zastosowali mikrocząsteczki DNA, aby dostarczyć cząsteczki sygnałowe Wnt bezpośrednio do komórek barwnikowych siatkówki, znajdujących się obok tkanki siatkówki nerwowej. Tradycyjne metody stosowania Wnt w pożywkach hodowlanych sprawiały problemy, ponieważ zatrzymywały rozwój siatkówki nerwowej. Precyzyjne uwalnianie z mikrokuleczek pozwoliło na dokładniejsze ułożenie komórek, które przypominało naturalną strukturę oka ryby.

Ta metoda pozwala tworzyć organoidy o większej złożoności i lepszej strukturze. Takie zaawansowane modele organoidów przyspieszają badania nad rozwojem człowieka i chorobami, ułatwiając testowanie leków. Elastyczność w stosowaniu różnych cząsteczek sygnałowych czyni tę metodę wszechstronną i przydatną dla wielu typów tkanek.

Ta technika może mieć ogromny wpływ nie tylko na podstawowe badania. Może zmienić nasze podejście do odkrywania nowych leków i personalizowania terapii medycznych poprzez tworzenie lepszych modeli tkanek ludzkich. Naukowcy widzą jej zastosowanie w dziedzinach takich jak toksykologia, patologia i medycyna regeneracyjna, gdzie precyzyjne modele tkanek odgrywają kluczową rolę.