Органоид из стволовых клеток для выращивания почек

Органоид из стволовых клеток для выращивания почек

Автоматизированная система, фактически робототехника, разработана инженерами Университета Вашингтона с целью быстрого изготовления человеческих мини-органов на базе стволовых клеток. Технология обещает существенно расширить применение мини-органов для фундаментальных исследований и кардинально преобразовать разработку новых лекарств. Новым эффектным оружием в борьбе с болезнями почек охарактеризовали сами разработчики свой продукт.

Как выращивают стволовые клетки?

Традиционный способ выращивания для биомедицинских исследований состоит в том, чтобы культивировать плоские двумерные листы в чрезмерно упрощённой форме.

Последние годы исследователи все более успешно развивают стволовые клетки в более сложные трехмерные структуры, называемые мини-органами или органоидами. Эти структуры напоминают рудиментарные органы и во многом ведут себя аналогично.

Эти свойства, конечно же, делают мини-органы идеальными для биомедицинских исследований, но они же создают проблему для массового производства.

По словам разработчиков, способность к массовому производству органоидов является наиболее захватывающим потенциальным применением новой роботизированной технологии.

В новом эксперименте исследователи применили роботизированный подход, чтобы достичь полной автоматизации процедуры выращивания в мини-органах стволовых клеток. Аналогичные подходы показали успешные результаты на взрослых вариантах.

Но в данном случае имеет место первый успешный опыт автоматизации изготовления органоидов с использованием плюрипотентных стволовых элементов. Этот универсальный тип клеток способен становиться любым типом органа.

Роботизированный процесс выращивания почек

Процесс построен таким образом, когда роботы, обрабатывающие жидкость, вводят стволовые элементы в пластины, содержащие до 384 миниатюрных лунок. Затем стволовые клетки превращают в органоиды почек в течение 21 дня.

Каждая микро-лунка обычно содержит десять или более органоидов, а каждая пластинка содержит тысячи органоидов. Работая в режиме высокоскоростной обработки, роботы способны производить множество пластин за малую долю времени.

По словам исследователей:

Обычно стандартный эксперимент такого рода занимает полный рабочий день исследователей. Роботы делают аналогичную работу за 20 минут. К тому же роботу неведома усталость и риски ошибок в работе.

Учёные дополнительно научили роботов обрабатывать и анализировать изготовленные органоиды. Также используется автоматизированная передовая техника, определяющая первичную структуру молекулы РНК. Так идентифицируются все типы элементов, обнаруженные в органоидах.

По результатам эксперимента  установлено, что органоиды действительно напоминают развивающиеся почки, а также и то, что они содержат не почечные клетки, которые ранее не были охарактеризованы в этих культурах.


На основе информации: UW Medicine