Biologi

Forskere opprettet små organer som kan få slutt på dyreforsøk

Forskere opprettet små organer som kan få slutt på dyreforsøk



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.

Et helt system med miniatyrorganer kjent som "organoids" er laget av forskere ved Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. På den måten har de bygget verdens mest sofistikerte laboratoriemodell for menneskekroppen.

Hele poenget med systemet er at disse små organene, eller "organoider", med hell kan avgjøre om et farmasøytisk produkt er giftig for menneskekroppen eller ikke, noe som også vil bidra til å få slutt på dyreforsøk. Verden av organoider er ikke helt ny, men Wake Forest-eksperimentet har blitt kalt "Verdens mest sofistikerte laboratoriemodell for menneskekroppen."

Deres funn ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Biofabrikasjon.

SE OGSÅ: NASA-EKSPERIMENT: ASTRONAUTER VEKSTE ORGANER OM DEN INTERNASJONALE RUMSTASJONEN

Forsker og lager nye medisinske medisiner

Å utvikle nye medisinske medisiner krever mye penger, tid og noen ganger livet til mange dyr. I følge en rapport publisert i American Journal of Gastroenterology, koster det en estimert 868 millioner dollar til 1,24 milliarder dollar å utvikle et medikament. Det er enda mer nedslående når medisiner som har kostet mye tid, krefter, penger og dyreliv må trekkes opp av hyllen, da de ikke i tilstrekkelig grad kan forutsi om stoffet vil være giftig for mennesker i lengre sikt. Nå kan et lite innovasjon gi noen enorme svar.

Forskere fra Wake Forest Institute for Regenerative Medicine og Ohio State University har utviklet et helt system som replikerer menneskelige organer i mikroskopiske størrelser. Alt fra leveren, til hjertet og lungene kan gjenskapes i små størrelser for å forbedre legemidler som ønsker å kjøre tester som for tiden krever petriskål eller dyr.

Systemet ble deretter innebygd på en datamaskinbrikke.

"Vi prøvde å gjøre organene veldig relatert til hvordan de ser ut inni deg, veldig lik hvordan de ville se ut på makroskalaen hvis vi implanterte dem inn i deg," studerte medforfatter Anthony Atala, leder og instituttdirektør for fortalte Wake Forest Institute for Regenerative MedicinePopulær mekanikk.

Organoider

Disse mini-organene har blitt kalt "organoids" og er 3D-vevskulturer som kommer fra stamceller. For å gi et estimat av hvor små disse er, varierer de fra størrelsen på mindre enn bredden på en hårstreng til fem millimeter.

Dette er ikke første gang forskere lager organoider i et laboratorium, selv har Atala jobbet med organoider siden tidlig på 2000-tallet. Dette er imidlertid første gang at de har klart å demonstrere nivåer av toksisitet for mennesker.

Atala og teamet hans fokuserte på å bygge et system så nær det virkelige menneskelige systemet som mulig. For eksempel pumper organoidhjertet omtrent 60 ganger per minutt, lik menneskets hjerte. Den menneskelige leveren inneholder fem hovedcelletyper, som organoid en.

Når organoider er dyrket, kan forskerne kjøre tester på dem. Dette er hvor dyreforsøk kan utryddes.

Atala nevnte "Vi kan teste kjemoterapier for å se hvilke som fungerer best for en gitt pasient. Dette er bra for personlig medisin." Dette er et stort skritt fremover innen medisin.

Hvordan lager de disse små organene?

Interessant kan grunnlaget for organoidforskning dateres tilbake til 1906, da Ross Granville Harrison først tilpasset en tredimensjonal cellekulturmetode kalt "hengende dråpe" for bruk i studiet av embryonale vev.

For uinnvidde var Harrison en amerikansk biolog og anatom som er kreditert for å ha dyrket den første kunstige nervevevskulturen. Hans bidrag ville være den ledende veien mot oppdagelsen av nervevekstfaktoren på 1950-tallet, en viktig byggestein for vår studie av stamceller i dag. I løpet av de siste 15 årene, selv om det fremdeles er begrensninger, kan organer dyrkes i et laboratorium, og feltet fortsetter å innovere.

Men hvordan gjør de det? Innen laboratorium må forskere først isolere små prøver av menneskelige organer og vev for å sikre at små organer har samme funksjonalitet. Hva betyr dette? Som nevnt ovenfor, hvis du skulle lage et organoidhjerte, ville det pumpe i samme hastighet som et menneskelig hjerte. Dette er grunnen til at verden av små organer er så spennende.

Andre forskerteam utenfor Ohio State University og Wake Forest Institute for Regenerative Medicine har også opprettet organoider. I tillegg til miniatyrlaboratoriemodellen til menneskekroppen, som er nyttig for testing av medisiner, har organoider også kapasitet til å fungere som organerstatning.

Så hva har forskere vokst så langt?

Et par kompakte nyrer

Senter for regenerativ medisin opprettet et par laboratorievoksne nyreorganoider. Disse organene ble deretter transplantert til rotter av forskere. I følge forskningsartikkelen der den nevner studien i detalj, "Ca. 100.000 individer i USA venter for tiden på nyretransplantasjon, og 400 000 individer leve med nyresykdom i sluttstadiet som krever hemodialyse. "

Transplanterbare, permanent utskiftbare nyrer vil bidra til å løse dette aktuelle problemet. For å gjøre dette, vil det biotekniske transplantatet trenge å ha nyrens arkitektur og funksjon og tillate perfusjon, filtrering, sekresjon, absorpsjon og drenering av urin.

Fremfor alt må det være kompatibelt med mottakeren, for å unngå avvisning. Forskere var ikke bare i stand til å lage disse små nyrene og transplantere dem til rotter, men ved transplantasjon av nyrene var de nye organene i stand til å filtrere blod og produsere urin med suksess.

De søteste bittesmå leverorganoider

MRC Center for Regenerative Medicine har også gjort fremskritt i organoidenes verden, og skaper små lever. I studien var forskere i stand til å ta leverstammer, eller hepatiske stamceller, for å gjenvekge skadede lever hos mus. Hvordan fungerte dette? Forskere hentet stamceller fra en gruppe sunne mus. De tok disse cellene og fikk dem modne i laboratoriet. Når de var modne, ble cellene transplantert tilbake i musene uten leversvikt. Hele prosessen tok omtrent tre måneder.

Å lage tarmorganoider

Forskere ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center har vokst organoide tarmene.

Ved å bruke pluripotente stamceller klarte forskere å dyrke tarmvev fra mennesker i laboratoriet. Imidlertid, i forhold til andre prosesser som er nevnt i denne artikkelen, gjorde de noe annerledes. For å få vevet til å vedta voksen vevsarkitektur, transplanterte forskerne vevet til nyrene til en mus, der det modnet i dyret.

Forskere ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center håper at denne metoden til slutt kan brukes til behandling av gastrointestinale sykdommer globalt.

Og kan vi få små mager?

Ja vi kan. Opprettet også av et forskerteam ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center, har forskere funnet en måte å dyrke tredimensjonalt magevev på. Prosessen innebærer å ta humane pluripotente stamceller og lokke dem til å bli mageceller. Resultatet? Organoider som bare hadde en diameter på tre millimeter. Små organer som disse kan brukes til å studere ulike sykdomsmodeller og deres effekter på magen.

Ifølge forskerteamet, "Magesykdommer, inkludert magesårssykdom og magekreft, rammer 10% av verdens befolkning og skyldes i stor grad kronisk Helicobacter pylori-infeksjon.

Artsforskjeller i embryonal utvikling og arkitektur i voksen mage gjør dyremodeller suboptimale for å studere menneskelig mageorganogenese og patogenese, og det er ingen eksperimentell modell av den normale humane mageslimhinnen. "

Organoider kan eliminere dyreforsøk

Den mørkere siden av legemiddeltesting innebærer vanligvis dyreforsøk. For uinitierte fokuserer dyreforsøk ofte prosedyrene som utføres på levende dyr for forskning på grunnleggende biologi og sykdommer, og vurderer effektiviteten til nye legemidler, og tester helse- og miljøsikkerheten til forbruker- og industriprodukter.

Dette kan omfatte kosmetikk, rengjøringsmidler for husholdninger, tilsetningsstoffer i matvarer, legemidler og industri / landbrukskjemikalier.

Dessverre har dyr som er en del av disse prosedyrene en tendens til å bli drept eller kan til og med bli gjenbrukt i andre eksperimenter. Ifølge Humane Society International, en estimert 115 millioner dyr testes på verdensbasis hvert år.

Etter hvert som det blir utviklet flere små organer i laboratorier over hele verden, vil vi sakte kunne takle de etiske utfordringene ved dyreforsøk, samtidig som vi skaper bedre og tryggere medisiner for mennesker. Enda mer så er verdenen av organoider en forløper for den kommende alderen av laboratorieklare organtransplantasjoner.

For å få de nyeste innovasjonene innen medisinsk teknologi, vær sikker på å ta turen innom her.


Se videoen: Skolemateksperimentet 1#2 (August 2022).