Quando os organoides da pele contêm a epiderme e a derme, as camadas podem formar folículos capilares, glândulas sebáceas e nervos, criando um sistema de pele completo dentro de um prato.
Jiyoon Lee e Karl Koehler, Hospital Infantil de Boston e Escola de Medicina de Harvard
A formação de órgãos sensoriais requer interações complicadas entre vários tipos de células. A construção desses tecidos em um prato a partir de células -tronco humanas ajuda os pesquisadores a entender como se desenvolvem ao longo do tempo e as células e vias envolvidas nos estados de saúde e doenças. O cultivo desses órgãos em laboratório também pode levar a novas terapêuticas celulares que facilitam a regeneração e repara in vivo.
A equipe de Karl Koehler desenvolve organoides da pele humana que cultivam folículos capilares semelhantes a tentáculos a partir de células-tronco pluripotentes.
Karl Koehlerum neurocientista e biólogo de células -tronco no Hospital Infantil de Boston e na Harvard Medical School, falou com O cientista Sobre como sua equipe de pesquisa usa organoides derivados de células-tronco para estudar o desenvolvimento e a regeneração.
Qual é o escopo de sua pesquisa envolvendo organoides?
Minha equipe de pesquisa usa uma abordagem orgânica para modelar sistemas sensoriais. Inicialmente, eu estava focado no desenvolvimento de maneiras de orientar as células -tronco pluripotentes para se tornarem células do ouvido interno e usá -las para reconstruir o nervo auditivo ou as células ciliadas sensoriais do ouvido interno em pacientes que perderam a audição ou tiveram problemas de equilíbrio.
Ao longo dos anos, também trabalhamos para recapitular os distúrbios do desenvolvimento do ouvido e da pele internos em um prato. Nosso trabalho na pele nasceu naturalmente da pesquisa do ouvido interno porque o ouvido interno e a pele são órgãos relacionados – eles surgem na mesma camada de tecido no desenvolvimento inicial. Encontramos maneiras de orientar nossos organoides da orelha interna para se tornarem puramente tecido da pele.1 Nossos organoides da pele têm a epiderme e a derme, e juntos essas camadas formam folículos capilares, glândulas sebáceas e nervos, criando um sistema de pele completo dentro de um prato. Este sistema é algo que poderíamos usar no futuro para terapia regenerativa.
Quais distúrbios você estuda?
Utilizamos principalmente nossos organoides da orelha interna e da pele para modelar distúrbios congênitos. Uma é a síndrome de Usher, que causa surdez e cegueira. O dano acontece muito cedo no desenvolvimento, principalmente no ouvido interno. Estamos tentando observar as mutações gene congênitas que danificavam as células ciliadas dos organoides da orelha interna em tempo real. E então, se aplicarmos um tratamento, queremos vê -lo funcionando, causando alterações estruturais nas células ciliadas. Também estamos analisando a epidermólise bolhosa, que é um distúrbio raro da pele que afeta as proteínas estruturais como o colágeno. Novamente, queremos ver os danos estruturais em nossos organoides à medida que acontece.
Seus organoides podem facilitar a regeneração tecidual?
Nós temos organoides da pele enxertados Em um modelo de mouse nu bem caracterizado, onde esses ratos têm cabelo, mas os folículos capilares são miniaturizados.2 Os animais também são imunodeficientes, portanto não rejeitam as células que implantamos em pequenas feridas nas costas dos ratos. Algumas semanas após o enxerto, os organoides da pele cresceram como um cisto, com o interior representando a camada de pele superior e a parte externa representando a camada inferior. Os cistos se abriram e se integraram à pele do mouse, formando folículos capilares que crescem para o exterior nesta ilha da pele humana. Se olharmos histologicamente para o tecido, os folículos estarão claramente começando a amadurecer quando estão nesse ambiente in vivo. É realmente incrível; Ainda não consigo acreditar que funciona. Esta é uma grande prova de princípio para usar esses organoides em uma capacidade regenerativa.
O que você acha do futuro dos organoides na medicina regenerativa?
Temos em mente usar os organoides diretamente em pacientes como terapêutica celular. A pele é um ótimo alvo para a terapia celular, porque podemos facilmente chegar a ela – está ali na superfície do corpo. No entanto, um desafio é o envolvimento do sistema imunológico. Para reconstruir a pele de alguém, provavelmente não pode ser uma terapêutica celular pronta para uso, onde estamos gerando o tecido da pele a partir de uma única linha de células-tronco. Temos que gerar tecido da pele a partir das células do paciente, reprogramar -as e, em seguida, formar organoides da pele, o que acrescenta alguma complexidade.
Além disso, estamos trabalhando para determinar se o tecido da pele que fabricamos tem apenas as células que gostaríamos de colocar em um paciente. Podemos gerar tecido de pele bastante puro, mas que ainda envolve 40 a 50 tipos de células diferentes, criando as diferentes camadas da pele e os folículos capilares. Pode demorar um pouco até que possamos obter um produto celular com tantos tipos de células. Precisamos controlar esse processo complicado para tornar uma terapêutica celular que pode ser colocada em segurança em um paciente.
Esta entrevista foi condensada e editada para clareza.