Nová metoda může generovat funkční organoidy z lidské dospělé tukové tkáně

Nedávná studie publikovaná v Inženýrství odhalila nový přístup ke generování funkčních organoidů z lidské dospělé tukové tkáně. Tato metoda, která obchází tradiční izolaci kmenových buněk a genetickou manipulaci, nabízí přímočařejší a škálovatelnější cestu pro vytváření organoidů, které lze použít v regenerativní medicíně a modelování nemocí.

Výzkum vedený týmem ze Shanghai Jiao Tong University School of Medicine a Shanghai Institute for Plastic and Reconstructive Surgery demonstruje potenciál lidské dospělé tukové tkáně diferencovat se na organoidy reprezentující všechny tři zárodečné vrstvy – mezoderm, endoderm a ektoderm – bez nutnosti jednobuněčného zpracování. Využitím specializovaného suspenzního kultivačního systému tým vyvinul reagregované mikrotukové (RMF) tkáně, které by se mohly diferencovat na různé funkční organoidy.

Jedním z klíčových zjištění studie je generování humanizovaných organoidů kostní dřeně z tkání RMF. Tyto organoidy byly schopny podporovat lidskou hematopoézu u imunodeficientních myší a napodobovat strukturální a funkční složitost přirozené lidské kostní dřeně. Výzkumníci zjistili, že pelety RMF, když byly implantovány do myší, prošly endochondrální osifikací, čímž se vytvořily kůstky, které obsahovaly jak endosteální, tak perivaskulární výklenky. Tyto kůstky podporovaly přihojení a diferenciaci lidských hematopoetických kmenových buněk, což prokázalo jejich potenciál jako modelu pro studium lidské krvetvorby.

Kromě organoidů kostní dřeně studie také zkoumala diferenciaci tkání RMF na ostrůvkové organoidy produkující inzulín. Pomocí vylepšeného čtyřfázového protokolu vědci vedli buňky RMF přes definitivní stadia endodermu, pankreatického progenitoru, endokrinního progenitoru a β-buněk. Výsledné ostrůvkové organoidy byly schopny vylučovat inzulín v reakci na stimulaci glukózou, s významným zvýšením sekrece inzulínu za podmínek s vysokým obsahem glukózy. Když byly transplantovány diabetickým myším, tyto organoidy rychle vaskularizovaly a zvrátily hyperglykémii a udržely normální hladiny glukózy v krvi po dobu trvání studie.

Výzkumníci také prokázali ektodermální diferenciační potenciál tkání RMF generováním tkání podobných nervům. Pelety RMF byly indukovány k vytvoření neurosfér, které se pak diferencovaly na neuronální a neurogliální linie. Buňky exprimovaly markery pro neurální kmenové buňky, zralé neurony a gliových buněksvědčící o úspěšné přeměně tukové tkáně na tkáně podobné nervům.

Tato studie zdůrazňuje všestrannost a potenciál dospělé lidské tukové tkáně jako zdroje pro tvorbu organoidů. Tím, že se vyhýbá složité buněčné izolaci a genetické manipulaci, nabízí strategie založená na RMF praktičtější a klinicky relevantní přístup k vytváření funkčních organoidů. Zjištění naznačují, že tuková tkáň by mohla sloužit jako cenný zdroj pro vývoj terapeutických aplikací v regenerativní medicíně, zejména u stavů, jako je diabetes a hematologické poruchy.

Výzkum podtrhuje důležitost zkoumání alternativních zdrojů pro generování organoidů, zejména těch, které lze snadno získat a zpracovat. Vzhledem k tomu, že oblast regenerativní medicíny stále postupuje, schopnost vytvářet funkční organoidy ze snadno dostupných tkání, jako je tuková tkáň, by mohla připravit cestu pro účinnější a dostupnější léčbu.