Zautomatyzowany system wykorzystujący roboty został zaprojektowany do szybkiego wytwarzania ludzkich mini-narządów pochodzących z komórek macierzystych. Twórcami nowego systemu byli naukowcy z University of Washington School of Medicine w Seattle.
Przewiduje się, że postęp w znacznym stopniu zwiększy wykorzystanie mini-narządów w badaniach podstawowych i odkrywaniu i testowaniu nowych leków.
Raport opisujący nową technikę zostaną opublikowane w internecie 17 maja br, na łamach czasopisma naukowego Cell Stem. Autorami badań byli naukowcy Stefan Czerniecki i Nelly Cruz z laboratorium Freedman oraz dr Jennifer Harder z Zakładu Nefrologii na University of Michigan School of Medicine.
W ostatnich latach naukowcom coraz skuteczniej udaje się hodować komórki macierzyste w bardziej złożone, trójwymiarowe struktury zwane mini-organami lub organoidami. Te przypominają szczątkowe narządy i pod wieloma względami zachowują się podobnie. Właściwości te czynią organoidy idealnymi obiektami do badań biomedycznych, ale stanowią także wyzwanie dla masowej produkcji.
W nowym badaniu naukowcy wykorzystali zrobotyzowany system do automatyzacji procedury hodowli komórek macierzystych i przekształcania ich w organoidy. Chociaż podobne metody były skuteczne z dorosłymi komórkami macierzystymi, jest to pierwszy przykład dotyczący skutecznego zautomatyzowania wytwarzania organoidów z pluripotencjalnych komórek macierzystych.
Roboty manipulujące cieczą wprowadziły komórki macierzyste do płytek zawierających aż po 384 miniaturowe mikrostudzienki, gdzie w ciągu 21 dni komórki przekształcały się w organoidy. Każda mała mikrostudzienka zwykle zawierała dziesięć lub więcej organoidów, a każda płytka zawierała tysiące organoidów.
Coś co ludziom zajęłoby cały dzień, roboty wykonały w 20 minut. “Ponadto robot nie ulega zmęczeniu i nie popełnia błędów” – zaznaczają naukowcy biorący udział w eksperymencie. “Nie ma wątpliwości, że powtarzające się, nużące zadania, roboty wykonują lepiej niż ludzie”.
Zautomatyzowanie produkcji organoidów jest szansą dla wielu chorych, także tych z mukowiscydozą. Dzięki organoidom możliwe jest badanie nowych, eksperymentalnych leków, bez narażania zdrowia i życia pacjentów.
Organoidy w badaniach nad mukowiscydozą
Holendrzy od kilku lat wykorzystują “organoidy”, czyli miniaturowe organy wytwarzane w laboratoriach z komórek pacjentów chorych na mukowiscydozę, do badania skuteczności drogich, nowoczesnych leków na mukowiscydozę (CF).
Organoidy można uzyskiwać z różnych narządów, takich jak żołądek, jelito cienkie lub grube. W przypadku pacjentów z mukowiscydozą używa się komórek pobranych z jelita grubego podczas bezbolesnej biopsji odbytu. Organoidy naśladują cechy pełnych narządów, ale nie działają w ten sam sposób. Nie przypominają też dużych organów w ciele pacjenta. Ale przypominają one dojrzały nabłonek tkanki, z której zostały utworzone. Pozwalają zbadać działanie leków i wpływ na wytwarzanie białek CFTR i funkcjonowanie kanałów chlorkowych. Ich niewątpliwą zaletą jest możliwość długiego przechowywania i namnażania kolejnych partii komórek w dogodnym czasie.
