Bioloogia

Teadlased lõid pisikesi elundeid, mis võiksid loomkatsed lõpetada

Teadlased lõid pisikesi elundeid, mis võiksid loomkatsed lõpetada



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wake Forest Regeneratiivse Meditsiini Instituudi teadlased on loonud terve miniatuurorganite süsteemi, mida nimetatakse "organoidideks". Seda tehes on nad loonud maailma kõige keerukama inimkeha laborimudeli.

Kogu süsteemi mõte on see, et need pisikesed elundid ehk "organoidid" suudavad edukalt kindlaks teha, kas farmaatsiatoode on inimkehale mürgine või mitte, mis aitaks ka loomkatsed lõpetada. Organoidide maailm pole täiesti uus, kuid Wake Forest'i katse on nimetatud "Maailma kõige keerukamaks inimkeha laborimudeliks".

Nende leiud avaldati teadusajakirjas Biotootmine.

VAATA KA: NASA EKSPERIMENT: ASTRONAUTID KASVAVAD ORGANID RAHVUSVAHELISE KOSMOSE JAAMAS

Uute meditsiiniliste ravimite uurimine ja loomine

Uute meditsiiniliste ravimite väljatöötamine nõuab palju raha, aega ja mõnikord ka väga paljude loomade elu. American Journal of Gastroenterology avaldatud aruande kohaselt maksab see hinnanguliselt 868 miljonit dollarit kuni 1,24 miljardit dollarit ravimi väljatöötamiseks. Veelgi masendavam on see, kui ravimid, mis on kulutanud palju aega, vaeva, raha ja loomade elu, tuleb seejärel riiulilt välja tõmmata, kuna nad ei suuda piisavalt ennustada, kas aine on inimorganismis mürgine või mitte. pikemas perspektiivis. Minutiline uuendus võib anda tohutuid vastuseid.

Regeneratiivse meditsiini Wake Forest Instituudi ja Ohio osariigi ülikooli teadlased on välja töötanud terve süsteemi, mis kopeerib inimese elundeid mikroskoopiliste mõõtmetega. Kõike, alates maksast, südamest ja kopsudest, on võimalik taastada väikestes suurustes, et parandada farmaatsiatooteid, mis sooviksid teha katseid, mis nõuavad praegu petri nõusid või loomi.

Seejärel põimiti süsteem arvuti kiibile.

"Püüdsime muuta elundid väga seotuks teie väljanägemisega, väga sarnased sellele, kuidas nad näeksid välja makroskaalal, kui me neid teile implanteeriksime," uuringu kaasautor Anthony Atala, õppetooli juhataja ja instituudi direktor ütles Wake Forest Regeneratiivse Meditsiini InstituutPopulaarne mehaanika.

Organoidid

Neid miniorganeid on nimetatud "organoidideks" ja need on 3D koekultuurid, mis pärinevad tüvirakkudest. Hinnangu andmiseks selle kohta, kui väikesed need on, varieeruvad need väiksema juuksekarva laiusest viis millimeetrit.

See pole esimene kord, kui teadlased on laboris organoide loonud, Atala ise on organoididega tegelenud alates 2000. aastate algusest. Kuid see on esimene kord, kui nad suudavad inimestele toksilisuse taset edukalt näidata.

Atala ja tema meeskond keskendusid süsteemi loomisele, mis oleks võimalikult lähedane inimese tegelikule süsteemile. Näiteks pumpab organoidne süda umbes 60 korda minutis, sarnaselt inimese südamega. Inimese maks sisaldab viis peamist rakutüüpi, nagu ka organoid.

Kui organoidid on kasvanud, saavad teadlased nendega katseid teha. Siin saaks likvideerida loomkatsed.

Atala mainis: "Saame kemoteraapiaid testida, et näha, mis konkreetsele patsiendile kõige paremini sobib. See sobib hästi isikupärastatud meditsiini jaoks." See on tohutu samm edasi meditsiini valdkonnas.

Kuidas nad loovad need pisikesed elundid?

Huvitav on see, et organoidide uurimise alused võivad pärineda aastast 1906, kui Ross Granville Harrison kohandas embrüokudede uurimiseks esmalt kolmemõõtmelist rakukultuurimeetodit, mida nimetatakse "rippuvaks tilgaks".

Asjatundmatute jaoks oli Harrison Ameerika bioloog ja anatoom, kellele omistatakse esimese kunstliku närvikoekultuuri kasvatamine. Tema panus oleks juhtiv tee närvikasvufaktori avastamiseks 1950. aastatel, mis on meie tüvirakkude uurimise oluline osa tänapäeval. Viimase 15 aasta jooksul võib elundeid laboris kasvatada, ehkki endiselt on piiranguid, ja valdkonnas jätkatakse uuendusi.

Aga kuidas nad seda teevad? Laboris peavad teadlased kõigepealt isoleerima väikesed proovid inimese elunditest ja kudedest, et tagada pisikeste elundite sama funktsionaalsus. Mida see tähendab? Nagu eelpool mainitud, kui loodaksite organoidse südame, pumpaks see inimese südamega sama kiirusega. Seetõttu on pisikeste elundite maailm nii põnev.

Organoidid on loonud ka teised uurimisrühmad väljaspool Ohio osariigi ülikooli ja Wake Forest regeneratiivse meditsiini instituuti. Lisaks inimkeha miniatuursele laborimudelile, mis on kasulik ravimite testimiseks, on organoididel võime toimida ka elundite asendajatena.

Mida siis teadlased siiani on kasvatanud?

Paar kompaktset neerud

Regeneratiivse meditsiini keskus lõi paari laboris kasvanud neeruorganoide. Seejärel siirdasid teadlased need elundid rottidele. Uurimisartikli kohaselt, kus uuringut üksikasjalikult mainitakse, on järgmine: "Ligikaudu 100 000 inimest Ameerika Ühendriikides ootavad praegu neeru siirdamist ja 400 000 inimest elada hemodialüüsi vajava lõppstaadiumis neeruhaigusega. "

Siirdatavad, püsivalt asendatavad neerud aitaksid selle praeguse probleemiga toime tulla. Selleks peaks bioinsenereeritud transplantaadil olema neeru arhitektuur ja funktsioon ning see peaks võimaldama uriini perfusiooni, filtreerimist, sekretsiooni, imendumist ja äravoolu.

Eelkõige peaks see tagasilükkamise vältimiseks olema vastuvõtjaga ühilduv. Teadlased ei suutnud mitte ainult luua neid väikeseid neere ja siirdada neid rottidele, vaid ka neeru siirdamisel suutsid uued elundid verd filtreerida ja edukalt uriini toota.

Kõige armsamad pisikesed maksaorganoidid

MRC Regeneratiivse Meditsiini Keskus on teinud edusamme ka organoidide maailmas, tekitades pisikesi maksa. Uuringus suutsid teadlased võtta maksa tüvesid või maksa eellasrakke, et hiirtel kahjustatud maksa uuesti kasvatada. Kuidas see toimis? Teadlased eraldasid tüvirakud tervete hiirte rühmast. Seejärel võtsid nad need rakud ja lasid neil laboris küpseda. Pärast küpsemist siirdati rakud hiirtele tagasi ilma maksapuudulikkuseta. Kogu protsess võttis aega umbes kolm kuud.

Sooleorganoidide loomine

Cincinnati lastehaigla meditsiinikeskuse teadlased on kasvatanud organoidsooli.

Pluripotentsete tüvirakkude abil suutsid teadlased laboris kasvatada inimese soolekudet. Kuid võrreldes teiste selles artiklis mainitud protsessidega tegid nad midagi muud. Selleks, et kude saaks rakendada täiskasvanud koe arhitektuuri, siirdasid teadlased koe hiire neeru, kus see küpses looma sees.

Cincinnati lastehaigla meditsiinikeskuse teadlased loodavad, et seda meetodit saab lõpuks kasutada seedetrakti haiguste raviks kogu maailmas.

Ja kas me saame kasvatada pisikesi kõhtu?

Jah me saame. Cincinnati lastehaigla meditsiinikeskuse uurimisrühma loodud teadlased on leidnud viisi kolmemõõtmelise mao koe kasvatamiseks. Protsess hõlmab inimese pluripotentsete tüvirakkude võtmist ja nende meelitamist maorakkudeks. Tulemus? Organoidid, mille läbimõõt oli vaid kolm millimeetrit. Selliseid väikeseid elundeid võiks kasutada erinevate haiguste mudelite ja nende mõju uurimiseks maos.

Uurimisrühma sõnul on "maohaigused, sealhulgas peptiline haavandtõbi ja maovähk, mõjutavad 10% maailma elanikkonnast ja on suuresti tingitud kroonilisest Helicobacter pylori infektsioonist.

Liigsed erinevused täiskasvanu mao embrüonaalses arengus ja arhitektuuris muudavad loomamudelid inimese mao organogeneesi ja patogeneesi uurimiseks vähem optimaalseks ning inimese normaalse mao limaskesta kohta puudub eksperimentaalne mudel. "

Organoidid võivad välistada loomkatsed

Uimastitestide tumedam külg hõlmab tavaliselt loomkatseid. Asjatundmatute inimeste jaoks keskenduvad loomkatsed sageli elusloomadele bioloogia ja haiguste uurimiseks, uute ravimite tõhususe hindamiseks ning tarbekaupade ja tööstustoodete tervise- ja keskkonnaohutuse testimiseks.

See võib hõlmata kosmeetikat, majapidamises kasutatavaid puhastusvahendeid, toidu lisaaineid, farmaatsiatooteid ja tööstus- / agrokeemiat.

Kahjuks kipuvad loomad, kes on osa nendest protseduuridest, tapma või võib neid teistes katsetes isegi uuesti kasutada. Humane Society Internationali hinnangul on hinnanguliselt 115 miljonit looma testitakse igal aastal kogu maailmas.

Kuna laborites töötatakse kogu maailmas välja pisikesi elundeid, suudame loomkatsete eetiliste probleemidega aeglaselt toime tulla, luues samal ajal inimestele paremaid ja ohutumaid ravimeid. Veelgi enam, organoidide maailm on eelkäija laboratoorsete elundisiirdamiste jaoks.

Meditsiinitehnoloogia uusimate uuenduste saamiseks külastage kindlasti siin.


Vaata videot: La Asombrosa Excursión de Zamba en el Cabildo - Cap. 01 - Parte 1 de 2 (August 2022).