Un grup de oameni de ştiinţă americani, de la Universitatea din Montana (UM), a descoperit o nouă metodă de a genera cartilaj cranio-facial uman.
Echipa a reuşit să inducă celule stem să se dezvolte în tipul de celule care alcătuiesc în mod normal cartilajul capului şi gâtului. Celulele stem sunt celule universale care se pot replica singure şi se pot dezvolta în diferite tipuri de celule.
Cercetarea a fost publicată în numărul din aprilie al revistei iScience.
„Celulele care dau naştere în mod normal acestui tip de cartilaj se numesc celule de creastă neurală", a declarat Mark Grimes, profesor de biologie în cadrul Diviziei de Ştiinţe Biologice a UM, într-un comunicat al universităţii americane.
„Am descoperit o metodă nouă de generare a organoizilor craniofaciali din celulele crestei neurale", a explicat el.
Organoizii sunt o versiune simplificată, în miniatură, a unui organ care imită arhitectura şi expresia genetică a organului natural respectiv.
„Organoizii sunt un model bun pentru anumite ţesuturi umane pe care le putem studia în moduri care nu sunt posibile folosind ţesuturi de la fiinţe umane", a precizat prof. Grimes.
El a explicat că există o nevoie critică nesatisfăcută de noi metode de regenerare a cartilajului uman pentru cei 230.000 de copii care se nasc anual în Statele Unite cu defecte cranio-faciale.
Cultivarea cartilajului în laborator ar putea duce, de asemenea, la tratamente eficiente pentru repararea leziunilor cartilajului craniofacial cauzate de leziuni.
Cercetătorii au studiat datele privind expresia genelor la nivel de ARN şi proteine pentru a descoperi modul în care celulele de cartilaj se dezvoltă din celulele stem. Ei au descoperit că celulele stem comunică în stadiile timpurii pentru a deveni cartilajul elastic, care alcătuieşte urechile umane.
Pentru a realiza acest lucru, echipa a folosit o analiză extinsă a markerilor biologici şi tehnici de recunoaştere a modelelor de învăţare automată pentru a înţelege căile de semnalizare celulară implicate atunci când celulele se diferenţiază în cartilaj.
În prezent, este dificil de reconstruit trăsăturile naturale, cum ar fi urechile, nasul sau laringele unei persoane, cu ajutorul tehnicilor actuale de chirurgie plastică, iar ţesutul transplantat este adesea respins fără imunosupresoare.
„Ca să utilizăm celule stem provenite de la pacienţi pentru a genera cartilaj craniofacial în laborator, trebuie să înţelegem mecanismele de diferenţiere specifice omului", a mai precizat prof. Grimes.
Acum, scopul cercetătorilor este de a dezvolta un protocol pentru generarea de cartilaj craniofacial pentru transplant folosind celule stem umane.
Foto: O imagine a modelelor de expresie genetică ale organoizilor creaţi în laboratorul Universităţii Montana, care se transformă în celule care formează cartilajul uman. Acesta este suprapus peste o imagine a unui organoid care arată straturi exterioare şi interioare distincte. Credit: Mark Grimes, aprilie 2024
