Studija koju je vodio Institut za bioinženjering Katalonije (IBEC) opisuje novi pristup proizvodnji mini bubrega u laboratoriji koji oponašaju složenu vaskulaturu, po nekim karakteristikama slična onima kod ljudskih bubrega. Ovi „azembloidi“ nastaju kombinovanjem 3D organoida bubrega sa endotelnim organoidima.
Organoidi su trodimenzionalne strukture uzgojene in vitro koje oponašaju funkciju organa i obećavajuće sredstvo za modeliranje bolesti i skrining lekova. Međutim, ovim malim organima često nedostaje nervni, imuni ili vaskularni sistem zbog njihove složenosti.
Reprodukcija složenog vaskularnog sistema bubrega, visoko perfuziranog tkiva, u laboratoriji predstavlja izazov za naučnike više od jedne decenije. Sada, članak objavljen u Napredni materijali, opisuje pristup koji nikada ranije nije isproban:
„Sastavili smo organoide bubrega sa vaskularnim organoidima. Da bismo uspešno sproveli ovaj proces, neophodno je identifikovati idealno vreme da im se pridružimo, uzimajući u obzir razvojnu fazu svakog organoida“, objašnjava Nuria Montserrat Pulido, profesor istraživanja ICREA, glavni istraživač na IBEC-u i vođa studije.
„Kada su ova dva tipa organoida zajedno, oni započinju proces interakcije za samo tri sata. Rezultat ovog procesa je zaista spektakularan“, kaže ona.
Ovi nalazi ne samo da pružaju vredan uvid u razvoj bubrežnih organoida, već i postavljaju osnovu za razvoj novih metoda za vaskularizaciju ovih organoida. Ovo bi moglo imati primenu u transplantaciji organoida u kliničkim uslovima iu proučavanju vaskularne disfunkcije kod ljudskih bolesti.
„Moramo da imamo ovaj vaskularni sistem u našim organoidima ako želimo da modelujemo sistemske patologije koje utiču na bubrege kroz krvotok, kao što su autoimuna bolest ili dijabetes, na primer. Takođe verujemo da bi pristup koji smo koristili u ovoj studiji mogao takođe se može primeniti na druge organoidne modele“, kaže Elena Garreta Bahima, istraživač u grupi Montserrat na IBEC-u i prvi autor studije.
Sledeći korak, kaže Montserrat, biće uvođenje ovih vaskularizovanih organoida na mikrofluidni čip kako bi se mogle sprovesti još specijalizovanije studije kako bi se oponašala stanja koja se javljaju kod složenih bolesti, kao i da bi se omogućila vaskularna veza sa drugim organoidima, kao što je kao srčani organoidi, rad koji se trenutno izvodi u laboratoriji na IBEC-u.
U prethodnim studijama, tim je video da organoidi bubrega koje su stvorili sadrže vaskularnu komponentu: endotelne ćelije, ćelije koje na kraju formiraju krvne sudove. Koristeći tkivo svinjskog ili ljudskog bubrega, stvorili su biokompatibilni hidrogel koji bi se mogao koristiti kao mastilo za 3D štampanje.
Na osnovu toga, odlučili su da pojednostave sistem kako bi ga učinili dostupnijim i ekonomičnijim. Među svim proteinima koji čine hidrogel, izabrali su kolagen I, jedan od najzastupljenijih proteina u ekstracelularnom matriksu bubrežnog tkiva, i generisali biokompatibilni gel sa kojim su potvrdili svoje eksperimentalne rezultate.
Ovaj rad predstavlja značajnu prekretnicu u oblasti novih i naprednih terapija, jedne od ključnih istraživačkih oblasti IBEC-a. Ove terapije su inovativni medicinski tretmani koji koriste najsavremenije tehnologije za rešavanje složenih bolesti i stanja.
Studija je takođe okupila istraživače iz drugih centara koji su deo Nacionalne platforme biomodela i biobanka Instituta za zdravlje Karlos III (PISCIII-BB), naglašavajući važnost mrežne saradnje u definisanju biomedicinskih rešenja zasnovanih na bioinženjeringu.
Ova platforma, koju koordinira Nuria Montserrat, zamenik direktora Inicijative za kliničko prevođenje u IBEC-u, pruža naučne i tehnološke usluge visokog nivoa integracijom i koordinacijom aktivnosti svih svojih jedinica kao odgovor na potrebe nacionalnog zdravstvenog sistema, pored upravljanja više od 500.000 bioloških uzoraka i srodnih kliničkih podataka.
Pored IBEC-a, Centar za primenjena medicinska istraživanja (CIMA) Univerziteta u Navari, Institut za biomedicinska istraživanja Korunje (INIBIC), Tehnološki centar Leartiker (Baskija), Bolnička klinika u Barseloni i Gregorio Maranjon Opšta univerzitetska bolnica (Madrid) je učestvovala u istraživanju.
