Uzgojena mini-pluća

Hans-Willem Snoeck sa Columbia univerzitetskog medicinskog centra u New Yorku i njegove kolege su u laboratorijskim uslovima od matičnih stanica uspjeli uzgojiti 3D model ljudskih pluća u razvoju. Ovaj organoid, kako se obično nazivaju minijaturni organi dobiveni od matičnih stanica na ovaj način, moći će se koristiti kao model za proučavanje bolesti respiratornog sistema.

Mini-organi ili organoidi su pojednostavljene 3D verzije pravih organa, stvorenih od matičnih stanica in vitro (u laboratorijskim uslovima). Matične stanice se uzgajaju na specijalnoj podlozi i organizuju u složenije strukture pod dejstvom određenih faktora rasta i diferencijacije. Naučnici su već uspjeli uzgojiti organoide koji oponašaju strukturu mozga, timusa i bubrega. Ovi „organi iz petrijevke“ se nikada ne mogu u potpunosti razviti, ali, zbog toga što imitiraju anatomiju i fiziologiju pravih organa, koriste se u istraživačke svrhe, primjerice za testiranje lijekova i proučavanje djelovanja patogena.

Prethodni pokušaji stvaranja mini-ljudskih pluća nisu uspjeli rekreirati kompleksan sistem grananja bronhiola u plućima te je ovo prvi put da je to postignuto. Mini-pluća su uzgojena na 3D gel-matriksu i trebalo je oko šest mjeseci da bi se od matičnih stanica formiralo tkivo koje imitira pluća fetusa u trećem trimestru, sa bronhiolama i začecima alveola, sićušnih kesa u kojima se odvija razmjena gasova. Ovaj mini organ je imao mezoderm i plućni endoderm. Kada su istraživači zarazili tkivo mini-pluća respiratornim virusom, tkivo je počelo oticati, baš kao što se događa i u tkivu pluća inficiranih pacijenata.

Razvoj organoida pluća između 6. i 8. dana, izvor: Nature Cell Biology

Ubacivanje mutacije na HPS1 genu je dovelo do razvoja ranog oblika plućne fibroze praćenog akumulacijom ekstracelularnog matriksa i stanica mezenhima, što sugerira da bi se ovaj model organa mogao koristiti i za istraživanje fibrotičnih plućnih bolesti in vitro. 

Rad koji opisuje metode uzgoja i osobine ovog mini-organa je objavljen u časopisu Nature Cell Biology kraje aprila pod nazivom „A three-dimensional model of human lung development anddisease from pluripotent stem cells“.