Gesundheit

Wissenschaftler wachsen perfekt der menschlichen Blutgefäße in einer Petrischale: Durchbruch-Technologie Fortschritte der Forschung von Gefäßerkrankungen wie diabetes

Wissenschaftler haben es geschafft, zu wachsen perfekte menschliche Blutgefäße organoids in einer Petrischale für die erste Zeit.

Der Durchbruch der Technik, die in einer neuen Studie, die heute veröffentlicht in der Natur, dramatisch Fortschritte der Forschung vaskuläre Erkrankungen wie diabetes, in denen ein Schlüssel Weg, um möglicherweise verhindern, dass Veränderungen der Blutgefäße-eine wichtige Ursache für Tod und Morbidität bei Menschen mit diabetes.

Ein organoid ist eine drei-dimensionale Struktur, gewachsen aus Stammzellen nachahmt, ein organ und kann verwendet werden, um die Studie Aspekte, die Orgel in einer Petrischale.

„Aufbau der menschlichen Blutgefäße organoids von Stammzellen ist ein Spiel-wechsler“, sagte der Studie leitende Autor Josef Penninger, der Kanada 150 Forschungs-Stuhl in der Funktionellen Genetik, Direktor des Institut für Life Sciences an der UBC und Gründungsdirektor des Instituts für Molekulare Biotechnologie der österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA).

„Jedes einzelne organ in unserem Körper verbunden ist mit dem Kreislauf. Dies könnte möglicherweise damit Forscher enträtseln die Ursachen und Behandlungen für eine Vielzahl von Kreislauf-Erkrankungen, Alzheimer-Krankheit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Wundheilung, Probleme, Schlaganfall, Krebs und natürlich diabetes.“

Diabetes wirkt sich eine geschätzte 420 Millionen Menschen weltweit. Viele diabetische Symptome sind das Ergebnis von Veränderungen in den Blutgefäßen, die im Ergebnis zu einer Beeinträchtigung der Durchblutung und Sauerstoffversorgung von Geweben. Trotz Ihrer Prävalenz, sehr wenig ist bekannt über die vaskulären Veränderungen, die sich aus diabetes. Diese Einschränkung hat sich verlangsamt die Entwicklung von dringend benötigten Behandlung.

Um diesem problem zu begegnen, Penninger und seine Kollegen entwickelten eine bahnbrechende Modell: drei-dimensionale menschliche Blutgefäß-organoids wachsen in einer Petrischale. Diese so genannten „vaskulären organoids“ kann angebaut werden mithilfe von Stammzellen im Labor, auffallend imitiert die Struktur und Funktion des realen menschlichen Blutgefäße.

Wenn die Forscher transplantierten die Blutgefäß-organoids in Mäusen, fanden Sie, dass Sie entwickelt in funktionell menschlichen Blutgefäßen, einschließlich der Arterien und Kapillaren. Die Entdeckung zeigt, dass es möglich ist, nicht nur Ingenieur-Blutgefäß-organoids von menschlichen Stammzellen in einer Schale, aber auch zu wachsen, ein funktionelles menschliches Blutgefäßsystem in der anderen Spezies.

„Was ist so spannend an unserer Arbeit ist, dass wir erfolgreich waren, die in einem tatsächlichen menschlichen Blutgefäße aus Stammzellen“, sagte Reiner Wimmer, die Studie der erste Autor und ein postdoctoral research fellow am IMBA. „Unsere organoids ähneln menschlichen Kapillaren zu einem großen Teil auch auf molekularer Ebene, und wir können nun ein Studium Blutgefäß-Erkrankungen, die direkt auf menschliches Gewebe.“

Ein Merkmal von diabetes, die Blutgefäße zeigen eine abnorme Verdickung der Basalmembran. Als Ergebnis, die Lieferung von Sauerstoff und Nährstoffen zu den Zellen und Gewebe ist stark beeinträchtigt, was zu einer Vielzahl von gesundheitlichen Problemen, wie Nierenversagen, Herzinfarkte, Schlaganfälle, Blindheit und periphere Arterie Krankheit, was zu Amputationen.

Die Forscher ausgesetzt, die Blutgefäß-organoids zu einem „diabetischen“ Umfeld, in einer Petrischale.

„Überraschenderweise konnten wir beobachten einen massiven ausbau der Basalmembran in der Kreislauf-organoids“, sagte Wimmer. „Diese typische Verdickung der Basalmembran ist auffallend ähnlich wie die vaskulären Schäden gesehen, bei Diabetes-Patienten.“

Der Forscher suchte nach chemischen verbindungen, die blockieren könnte die Verdickung der Wände des Blutgefäßes. Sie fand keines der aktuellen anti-diabetischen Medikamente, hatte keine positiven Auswirkungen auf diese Blutgefäß Mängel. Jedoch, Sie entdeckt, dass ein inhibitor der ?-sekretase, eine Art von Enzym im Körper, verhindert die Verdickung der Gefäßwände, was darauf hindeutet, zumindest im Tiermodell, dass die Blockierung ?-sekretase könnte hilfreich sein bei der Behandlung von diabetes.

Die Forscher sagen, die Ergebnisse könnten es Ihnen ermöglichen, zu identifizieren Ursachen von Gefäßerkrankungen, und möglicherweise entwickeln und testen von neuen Behandlungen für Patienten mit diabetes.