Biologie

Wetenschappers creëerden kleine organen die een einde konden maken aan dierproeven

Wetenschappers creëerden kleine organen die een einde konden maken aan dierproeven


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.

Wetenschappers van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hebben een heel systeem van miniatuurorgels gecreëerd dat bekend staat als "organoïden". Daarbij hebben ze 's werelds meest geavanceerde laboratoriummodel van het menselijk lichaam gebouwd.

Het hele punt van het systeem is dat deze kleine organen, of "organoïden", met succes kunnen bepalen of een farmaceutisch product giftig is voor het menselijk lichaam of niet, wat ook zou helpen een einde te maken aan dierproeven. De wereld van organoïden is niet helemaal nieuw, maar het Wake Forest-experiment wordt ook wel het "meest geavanceerde laboratoriummodel van het menselijk lichaam ter wereld" genoemd.

Hun bevindingen werden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Biofabricage.

ZIE OOK: NASA-EXPERIMENT: ASTRONAUTEN GROEIENDE ORGANEN AAN BOORD VAN HET INTERNATIONALE RUIMTESTATION

Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe medicijnen

Het ontwikkelen van nieuwe medicijnen vereist veel geld, tijd en soms het leven van heel veel dieren. Volgens een rapport gepubliceerd in het American Journal of Gastroenterology, kost het een schatting $ 868 miljoen naar $ 1,24 miljard om een ​​medicijn te ontwikkelen. Het is zelfs nog ontmoedigender wanneer medicijnen die veel tijd, moeite, geld en dierenlevens hebben gekost, van de plank moeten worden gehaald, omdat ze niet voldoende kunnen voorspellen of de stof al dan niet giftig zal zijn voor mensen in de wereld. langere termijn. Nu kan een kleine innovatie enkele enorme antwoorden bieden.

Onderzoekers van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine en de Ohio State University hebben een heel systeem ontwikkeld dat menselijke organen repliceert in microscopisch kleine afmetingen. Alles, van de lever tot het hart en de longen, kan in kleine maten worden nagemaakt om de farmaceutische industrie te verbeteren die tests willen uitvoeren waarvoor momenteel petrischalen of dieren nodig zijn.

Het systeem werd vervolgens ingebed op een computerchip.

"We hebben geprobeerd de organen sterk te laten aansluiten bij hoe ze er van binnen uit zien, vergelijkbaar met hoe ze eruit zouden zien op macroschaal als we ze in je zouden implanteren", studeert co-auteur Anthony Atala, voorzitter en instituutsdirecteur van vertelde het Wake Forest Institute for Regenerative MedicinePopulaire mechanica.

Organoïden

Deze mini-organen worden "organoïden" genoemd en zijn 3D-weefselculturen die afkomstig zijn van stamcellen. Om een ​​schatting te geven van hoe klein deze zijn, variëren ze van de grootte van minder dan de breedte van een haarlok tot vijf millimeter.

Dit is niet de eerste keer dat onderzoekers organoïden in een laboratorium hebben gemaakt, Atala werkt zelf sinds het begin van de jaren 2000 aan organoïden. Dit is echter de eerste keer dat ze met succes niveaus van toxiciteit voor mensen hebben kunnen aantonen.

Atala en zijn team concentreerden zich op het bouwen van een systeem dat zo dicht mogelijk bij het echte menselijke systeem lag. Het organoïde hart pompt bijvoorbeeld ruw 60 keer per minuut, vergelijkbaar met het menselijk hart. De menselijke lever bevat vijf belangrijke celtypen, net als de organoïde.

Zodra de organoïden zijn gegroeid, kunnen de onderzoekers er tests op uitvoeren. Dit is waar dierproeven kunnen worden uitgeroeid.

Atala zei: "We kunnen chemotherapie testen om te zien welke het beste werken voor een bepaalde patiënt. Dit is geweldig voor gepersonaliseerde geneeskunde." Dit is een enorme stap voorwaarts op het gebied van geneeskunde.

Hoe maken ze deze kleine organen?

Interessant is dat de basis voor organoïdeonderzoek teruggaat tot 1906, toen Ross Granville Harrison voor het eerst een driedimensionale celkweekmethode, de "hangende druppel", aanpaste voor gebruik bij de studie van embryonale weefsels.

Voor niet-ingewijden was Harrison een Amerikaanse bioloog en anatoom die wordt gecrediteerd voor het kweken van de eerste kunstmatige zenuwweefselkweek. Zijn bijdragen zouden de leidraad zijn voor de ontdekking van de zenuwgroeifactor in de jaren vijftig, een essentiële bouwsteen voor onze studie van stamcellen vandaag. In de afgelopen 15 jaar, hoewel er nog steeds beperkingen zijn, kunnen orgels in een laboratorium worden gekweekt en blijft het veld innoveren.

Maar hoe doen ze dat? Binnen een laboratoriumomgeving moeten onderzoekers eerst kleine monsters van menselijke organen en weefsels isoleren om ervoor te zorgen dat kleine organen dezelfde functionaliteit hebben. Wat betekent dit? Zoals hierboven vermeld, als je een organoïde hart zou creëren, zou het met dezelfde snelheid pompen als een menselijk hart. Dit is de reden waarom de wereld van kleine orgels zo opwindend is.

Andere onderzoeksteams buiten de Ohio State University en het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hebben ook organoïden gemaakt. Naast het miniatuurlaboratoriummodel van het menselijk lichaam, dat nuttig is voor het testen van medicijnen, kunnen organoïden ook fungeren als orgaanvervangers.

Dus wat zijn de onderzoekers tot nu toe gegroeid?

Een paar compacte nieren

Het Centrum voor Regeneratieve Geneeskunde heeft een paar werkende nierorganoïden in het laboratorium gemaakt. Deze organen werden vervolgens door onderzoekers in ratten getransplanteerd. Volgens het onderzoeksartikel waar het de studie in detail vermeldt, "Ongeveer 100.000 individuen in de Verenigde Staten wachten momenteel op niertransplantatie, en 400.000 individuen leven met terminale nierziekte die hemodialyse vereist. "

Transplanteerbare, permanent vervangbare nieren zouden dit huidige probleem helpen aanpakken. Om dit te doen, moet het bio-ontwikkelde transplantaat de architectuur en functie van de nier hebben en perfusie, filtratie, secretie, absorptie en afvoer van urine mogelijk maken.

Het zou vooral compatibel moeten zijn met de ontvanger om afwijzing te voorkomen. Onderzoekers waren niet alleen in staat om deze kleine nieren te maken en ze in ratten te transplanteren, maar door de nier te transplanteren, konden de nieuwe organen met succes bloed filteren en urine produceren.

De schattigste kleine leverorganoïden

Het MRC-centrum voor regeneratieve geneeskunde heeft ook vooruitgang geboekt in de wereld van organoïden en heeft kleine levers gemaakt. In de studie waren onderzoekers in staat om leverstengels of levervoorlopercellen te nemen om beschadigde levers bij muizen terug te laten groeien. Hoe werkte dit? Onderzoekers haalden stamcellen uit een groep gezonde muizen. Ze namen deze cellen vervolgens en lieten ze rijpen in het laboratorium. Eenmaal volgroeid, werden de cellen terug getransplanteerd in de muizen zonder enig leverfalen. Het hele proces duurde ongeveer drie maanden.

Darmorganoïden maken

Onderzoekers van het Cincinnati Children's Hospital Medical Center hebben organoïde darmen gegroeid.

Met behulp van pluripotente stamcellen konden onderzoekers in het laboratorium menselijk darmweefsel laten groeien. In vergelijking met andere processen die in dit artikel worden genoemd, deden ze echter iets anders. Om het weefsel volwassen weefselarchitectuur te laten aannemen, transplanteerden onderzoekers het weefsel naar de nier van een muis, waar het in het dier volwassen werd.

Onderzoekers van het Cincinnati Children's Hospital Medical Center hopen dat deze methode uiteindelijk kan worden gebruikt voor de behandeling van gastro-intestinale aandoeningen wereldwijd.

En kunnen we kleine magen laten groeien?

Ja dat kunnen we. Ook opgericht door een onderzoeksteam in het Cincinnati Children's Hospital Medical Center, hebben onderzoekers een manier gevonden om driedimensionaal maagweefsel te laten groeien. Het proces omvat het nemen van menselijke pluripotente stamcellen en deze over te halen om maagcellen te worden. Het resultaat? Organoïden met een diameter van slechts drie millimeter. Kleine organen zoals deze kunnen worden gebruikt om verschillende ziektemodellen en hun effecten op de maag te bestuderen.

Volgens het onderzoeksteam "Maagziekten, waaronder maagzweren en maagkanker, treffen 10% van de wereldbevolking en zijn grotendeels het gevolg van chronische Helicobacter pylori-infectie.

Soortverschillen in embryonale ontwikkeling en architectuur van de volwassen maag maken diermodellen suboptimaal voor het bestuderen van de organogenese en pathogenese van de menselijke maag, en er is geen experimenteel model van het normale menselijke maagslijmvlies. "

Organoïden zouden dierproeven kunnen elimineren

De donkere kant van het testen van geneesmiddelen omvat meestal dierproeven. Voor niet-ingewijden draaien dierproeven vaak om de procedures die worden uitgevoerd op levende dieren voor het onderzoek naar fundamentele biologie en ziekten, het beoordelen van de effectiviteit van nieuwe geneesmiddelen en het testen van de gezondheids- en milieuveiligheid van consumenten- en industriële producten.

Dit kunnen cosmetica, huishoudelijke schoonmaakmiddelen, voedseladditieven, farmaceutische producten en industriële / landbouwchemicaliën zijn.

Helaas worden dieren die deel uitmaken van deze procedures vaak gedood of kunnen ze zelfs worden hergebruikt in andere experimenten. Volgens de Humane Society International, een schatting 115 miljoen dieren worden elk jaar wereldwijd getest.

Naarmate er meer kleine organen worden ontwikkeld in laboratoria over de hele wereld, zullen we in staat zijn om langzaamaan de ethische uitdagingen van dierproeven aan te pakken, terwijl we betere en veiligere medicijnen voor mensen kunnen creëren. Sterker nog, de wereld van organoïden is een voorloper van het komende tijdperk van laboratoriumklare orgaantransplantaties.

Kom zeker eens langs voor de laatste innovaties op het gebied van medische technologie.


Bekijk de video: Waarom heeft de mens de leeuw als huisdier? De Buitendienst over Wilde dieren (November 2022).