_ Ficat cultivat în laborator organoid pentru a accelera cercetarea țestoasei și a face trăsăturile utile mai ușor de valorificat

La un eveniment al Consiliului de Biotehnologie în urmă cu câțiva ani, urechile lui Nicole Valenzuela s-au încântat când a auzit ce un grup de cercetători de la Colegiul Veterinar al Universității de Stat din Iowa Medicina avea în lucru: o metodă pentru a crea o imitație simplificată și crescută de laborator a intestinelor de câine.

„Le-am spus: „Oh! Vreau să fac asta, dar cu țestoase. Este realizabil? '”, a spus Nicole Valenzuela, profesor de ecologie, evoluție și biologie organismului la Iowa State.

Este într-adevăr realizabil, arată o nouă cercetare a unei echipe conduse de Valenzuela. Grupurile tridimensionale crescute din celule stem adulte sunt numite organoide și sunt concepute pentru a ajuta la cercetare. Într-o lucrare publicată în Communications Biology, Valenzuela și colegii ei descriu crearea lor de organoizi care imită un ficat de la trei specii de țestoase. Este primul set de organoizi dezvoltat pentru broaște țestoase și doar al doilea pentru orice reptilă.

Studiul geneticii țestoasei cu un organoid hepatic ar trebui să accelereze cercetările pentru a descoperi cauza trăsăturilor țestoasei care ar putea avea aplicații medicale pentru oameni. — capacitatea broaștelor țestoase pictate de a supraviețui săptămâni fără oxigen și de a rezista frigului extrem, de exemplu.

„Unele dintre adaptările lor unice fac din țestoasele pictate un model interesant pentru biomedicină. Dar ele rămân puțin studiate, deoarece este o muncă dificilă Ideea aici este să eliminăm acest blocaj", a spus Valenzuela.

Valenzuela a cercetat țestoase de mai bine de trei decenii, atrași să studieze aceste animale datorită determinării sexului lor dependente de temperatură. La multe țestoase, ouăle mai reci au mai multe șanse să producă masculi, în timp ce un cuib mai cald aduce mai multe femele.

În studierea cauzelor genetice ale trăsăturilor, biologii trebuie în cele din urmă să-și valideze descoperirile pentru a confirma că o genă funcționează așa cum bănuit. Acest lucru necesită manipularea acelor gene, ceea ce este o provocare pentru țestoase, deoarece se reproduc sezonier și se maturizează încet, a spus Valenzuela.

„Este ușor când lucrezi cu muștele de fructe sau cu viermi plati, dar faci experimente transgenice pe țestoase. este aproape imposibil”, a spus ea.

Aceasta este o parte din motivul pentru care cercetătorii dezvoltă din ce în ce mai mult organoizi, a spus ea. Mimele specifice speciilor și organelor extind gama pentru editarea genelor moderne, permițând oamenilor de știință să dedice mai multă atenție animalelor care sunt ținte de cercetare promițătoare, dar dificil de studiat.

„Din o singură bucată de țesut, puteți poate avea o sursă nelimitată de subiecți de experiment și nu trebuie să eșantioneze animale în mod constant. Organoizii sunt o tehnologie importantă pentru reducerea cercetării pe animale vii", a spus Valenzuela.

Echipa lui Valenzuela și-a construit procesul pe metodele utilizate de grupul de cercetare din Colegiul de Medicină Veterinară, a cărui activitate asupra organoizilor a inclus un model intestinal canin pentru testarea ratelor de absorbție a medicamentelor. Componentele proiectului privind intestinul canin - Karin Allenspach și Jon Mochel, acum la Universitatea din Georgia - au făcut, de asemenea, parte din proiectul de organoizi țestoase. Recentul absolvent de doctorat al ISU, Christopher Zdyrski, a fost primul autor al lucrării privind organoidele țestoase.

Organoizii sunt obținuți prin cultivarea unei probe de țesut într-o soluție care stimulează producția de celule stem, celulele speciale din cadrul unui organism responsabil de repararea și creșterea. Dat fiind combustibilul potrivit, celulele stem din ficat de broasca testoasa incep sa produca celule de ficat de testoasa. Bila microscopică de celule este goală la început, dar mai puțin pe măsură ce celulele se acumulează, a spus Valenzuela. Un grup tridimensional este mai bun decât un strat plat de celule individuale pentru a imita complexitatea țesutului real, chiar dacă nu pe deplin.

Valenzuela a spus că echipa ei a ales să se concentreze mai întâi pe ficat, deoarece acesta joacă un rol esențial în a ajuta țestoasele să supraviețuiască frigului extrem și lipsei de oxigen. Ficatul produce proteine ​​și enzime pentru a stimula apărarea celulară împotriva înghețului și oferă cantitatea mică de energie de care are nevoie o broască țestoasă pentru ca metabolismul anaerob să supraviețuiască fără oxigen, folosind cochiliile și oasele pentru a gestiona acumularea rezultată de acid lactic.

Aplicarea unui proces conceput pentru intestinele de câine la un organ diferit la un alt animal a necesitat unele modificări, dar nu neapărat o revizuire, similară cu schimbarea ingredientelor dintr-o rețetă, a spus ea.

„Toată descoperirea. este în dezvoltarea acestor protocoale și în caracterizarea cât de asemănători sunt organoizii cu țesutul hepatic original”, a spus ea.

Organoizii generați de echipa lui Valenzuela au provenit din probe colectate în Iowa de la puieți de coajă moale spinoasă și de la țestoase roase. ca țestoase pictate juvenile, adulte și embrionare. Văzând succesul în mai multe specii și stadii de dezvoltare sugerează că tehnicile ar putea fi replicate pe scară largă, a spus ea.

Grupul lui Valenzuela lucrează deja la crearea de organoizi din gonadele țestoasei, pentru a investiga în continuare cauzele care stau la baza determinării sexului. De asemenea, ei speră să studieze lipsa de oxigen și rezistența la frig folosind noile organoide ale ficatului de țestoasă.

Dar, având în vedere lipsa instrumentelor genomice pentru studiul reptilelor, singurul alt organoid reptilian cunoscut este din glandele veninoase de șarpe, cercetătorii au raportat în lucrarea lor — Valenzuela este optimistă că munca echipei sale va fi folosită de herpetologi pentru a-și extinde cercetările.

„Aceasta este speranța, ca alți oameni de știință să adopte aceste protocoale pentru a studia alte reptile”, a spus ea. .

(Fluierul)