Banbrytande molekylär ingenjörskonst revolutionerar organoiders komplexitet med fler celltyper och realism

StockholmEn ny teknik inom molekylär teknik möjliggör skapandet av realistiska organoidvävnadsstrukturer. Forskare använder mikropärlor gjorda av speciellt vikta DNA-strängar för att kontrollera hur tillväxtfaktorer och signalmolekyler frigörs i vävnaden. Denna metod bidrar till utvecklingen av mer avancerade organoider som både i struktur och cellkomposition liknar verklig vävnad.

Den nya tekniken innebär att man injicerar DNA-mikrober in i växande organoider. Dessa mikrosfärer innehåller proteiner eller andra molekyler som kan frigöras när de utsätts för UV-ljus. Metoden möjliggör exakt kontroll över tidpunkten och platsen för viktiga utvecklingssignaler i vävnaderna. Forskargruppen, som inkluderar biologer, läkare, fysiker och materialforskare, visade att denna teknik fungerar på retinala organoider från den japanska risfisken medaka.

Nyckelfunktioner för tekniken inkluderar:

• Exakt kontroll över frisättningen av tillväxtfaktorer och signalmolekyler.
• Lokaliserad leverans inom den växande vävnaden.
• Förmåga att efterlikna den naturliga cellkompositionen mer korrekt.
• Flexibilitet i transporterandet av flera typer av signalmolekyler.

Tidigare var det omöjligt att uppnå denna grad av kontroll. Forskare var tvungna att tillföra tillväxtfaktorer utifrån, vilket ofta ledde till oönskade effekter och gjorde organoiderna enklare än vad som önskades. Den nya metoden gör det möjligt att frigöra tillväxtfaktorer på specifika ställen, vilket resulterar i en mer realistisk vävnadsutveckling. Detta ger bättre modeller för att studera mänskliga sjukdomar och utveckling.

Läs också:

Idag · 00:03

Studie visar: Elektrisk stimulering kan lindra smärta och trötthet hos långtidscovidpatienter

Forskare använde DNA-mikropärlor för att leverera Wnt-signalämnen direkt till retinala pigmentepitelceller intill neuralnätvävnad. Traditionella metoder att använda Wnt i odlingsmedia orsakade problem genom att hindra neuralnätutvecklingen. Den riktade frisättningen från mikropärlorna ledde till en mer exakt cellarrangemang som liknade fiskögats naturliga struktur.

Denna metod bidrar till att skapa organoider som är mer komplexa och bättre organiserade. Dessa avancerade organoidmodeller påskyndar forskningen om mänsklig utveckling och sjukdomar, vilket gör det enklare att testa läkemedel. Möjligheten att använda olika signalmolekyler gör metoden användbar för många typer av vävnader.

Denna teknik kan ha en stor påverkan utöver grundforskning. Den kan förändra sättet vi upptäcker nya läkemedel och anpassar medicinska behandlingar genom att skapa bättre mänskliga vävnadsmodeller. Forskare ser dess användning inom områden som toxikologi, patologi och regenerativ medicin, där precisa vävnadsmodeller är avgörande.