پیش سازهای مشتق از iPS انسانی با استفاده از یک داربست معکوس شده کلوئیدی کریستالی پلی (اتیلن گلیکول) به ارگانوئیدهای کبدی زیست مهندسی شدند

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 20 آذر 1397 | امتیاز: Article Rating

تولید ارگانوئیدهای انسانی از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) امکانات هیجان انگیزی را برای زیست شناسی تکوینی، مدل سازی بیماری و سلول درمانی ارائه می کند. پیشرفت های قابل توجه به سمت این اهداف به دلیل وابستگی به ماتریکس های مشتق از جانوران(برای مثال ماتری ژل)، رده های سلولی نامیرا شده و ساختارهای حاصل که کنترل یا تولید انبوه آن ها مشکل است، به نحوی متوقف شده است. برای حل این چالش ها، ما در صدد بودیم که یک پلت فرم ارگانوئیدی کبدی کاملا تعریف شده را با استفاده از کریستال کلوئیدی معکوس شده ای (ICC) ایجاد کنیم که ویژگی های مکانیکی سه بعدی اش می تواند برای شبیه سازی نیچ خارج سلولی که بوسیله پیش سازهای کبدی طی تکوین کبد حس می شود، مهندسی شود. پیش سازهای کبدی مشتق از iPSCها(IH) ارگانوئیدهایی را به بهینه ترین حالت در داربست های ICC شکل دادند که با سوراخ های با قطر 140 میکرومتر پوشیده شده با کلاژن نوع یک در یک فرایند دو مرحله ای که مقلد تشکیل جوانه کبدی بود، ساخته شده بودند. ارگانوئیدهای حاصل با توجه به مورفولوژی، بیان ژن، ترشح پروتئین، متابولیسم دارو و عفونت ویروسی در مقایسه با کنترل های دو و سه بعدی بیشتر به بافت بالغ نزدیک بودند و بدنبال ایمپلنت شدن به کبدهای موش های ناقص از نظر ایمنی توانستند با آن ها یکپارچه شوند، رگزایی کنند و دارای عملکرد باشند. بررسی های اولیه مکانیسم های دخیل اهمیت مسیرهای پیام رسانی TGF-beta و هج هاگ را مورد تاکید قرار داد. ترکیب ارتباط عملکردی با ویژگی های مکانیکی قابل تنظیم ما را بر آن داشت که این پلت فرم زیست مهندسی شده را برای طیفی از کاربردهای بالینی و مکانیکی آینده مربوط به ارگانوئیدها پیشنهاد کنیم.

Biomaterials. 2018 Nov;182:299-311. doi: 10.1016/j.biomaterials.2018.07.043. Epub 2018 Jul 27.

Human iPS derived progenitors bioengineered into liver organoids using an inverted colloidal crystal poly (ethylene glycol) scaffold.

Ng SS1, Saeb-Parsy K2, Blackford SJI3, Segal JM3, Serra MP3, Horcas-Lopez M3, No DY4, Mastoridis S3, Jassem W3, Frank CW5, Cho NJ6, Nakauchi H7, Glenn JS8, Rashid ST9.

Abstract

Generation of human organoids from induced pluripotent stem cells (iPSCs) offers exciting possibilities for developmental biology, disease modelling and cell therapy. Significant advances towards those goals have been hampered by dependence on animal derived matrices (e.g. Matrigel), immortalized cell lines and resultant structures that are difficult to control or scale. To address these challenges, we aimed to develop a fully defined liver organoid platform using inverted colloid crystal (ICC) whose 3-dimensional mechanical properties could be engineered to recapitulate the extracellular niche sensed by hepatic progenitors during human development. iPSC derived hepatic progenitors (IH) formed organoids most optimally in ICC scaffolds constructed with 140 μm diameter pores coated with type I collagen in a two-step process mimicking liver bud formation. The resultant organoids were closer to adult tissue, compared to 2D and 3D controls, with respect to morphology, gene expression, protein secretion, drug metabolism and viral infection and could integrate, vascularise and function following implantation into livers of immune-deficient mice. Preliminary interrogation of the underpinning mechanisms highlighted the importance of TGFβ and hedgehog signalling pathways. The combination of functional relevance with tuneable mechanical properties leads us to propose this bioengineered platform to be ideally suited for a range of future mechanistic and clinical organoid related applications.

PMID: 30149262
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان