"Lego-stapeln" Technik könnte helfen Wissenschaftler wachsen menschliche Organe


Durch Stapeln menschlicher Zellen zusammen wie Legosteine haben Wissenschaftler eine Methode zum Erstellen von winzigen, 3D Modelle von menschlichem Gewebe gefunden.

Der Vorschuss kann Wissenschaftler maßgeschneiderte Medikamente zu testen, bevor die Injektion von ihnen in einen Patienten aktivieren und letztlich um ganze menschliche Organe zu züchten, sagen die Wissenschaftler.

Die größte Schwierigkeit, die Wissenschaftler, im Orgelbau konfrontiert sind positioniert richtig viele Zelltypen, die bestimmten Organgewebe darstellen. Die neue Technik überwindet diese Herausforderung mit Fragmente von DNA einer Zelle zur nächsten selektiv Riegel.

"Die kommunizierenden Zellen im Ort so, dass nur die richtigen Zellen berühren und miteinander reden ist hart. Wir haben herausgefunden, eine gute Möglichkeit dies zu tun,"sagte Zev Gartner, Associate Professor für pharmazeutische Chemie an der University of California, San Francisco (UCSF) und senior-Autor der Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Methods (Aug. 31) heute. [Top 3 Techniken für das Erstellen von Organen im Labor]

Gartner sagt, dass Wissenschaftler immer noch Jahre davon entfernt wachsen ganze Organe um Kranke zu ersetzen sind. Aber seit 2013 Wissenschaftler habe die Schaffung Organellen, wie sie es nennen – Labor-gewachsen und teilweise funktionsfähig Miniatur Organe.

Diese Organellen könnte nützlich nicht nur für das Studium, wie Natur Geweben und Organen, sondern auch für das Testen von personalisierten Medikamenten montiert sein. Gartner sieht zum Beispiel mit Zellen aus einer Brustkrebspatientin Milchdrüsen um eine Miniatur-Brustdrüse im Labor testen zu bauen, welche Krebs-Medikamente die beste Chance für den Erfolg haben.

Als ein Proof of Concept erstellt Gartners Team mehrere Arten von Organellen, einschließlich der Kapillaren und eine menschliche Brustdrüse, jeweils mit Hunderten von Zellen.

Solch eine organoide lässt Wissenschaftler "Fragen zu komplexen menschlichen Geweben stellen ohne Experimente am Menschen zu tun", sagte Michael Todhunter, wer leitete das Projekt mit ein anderer Forscher, Noel Jee, beide waren Studenten an der UCSF.

Es gibt viele Zelltypen in einem Organ wie eine Brustdrüse – z. B. Blutgefäßzellen, Fettzellen, Bindegewebe Zellen, sogenannte Fibroblasten, weiße Blutkörperchen und andere. Um die Zellen in eine organoide richtig zu ordnen, die Wissenschaftler zunächst Ausschnitte der synthetischen, Einzel-Strang DNA-Moleküle erstellt und ihnen in Zellmembranen eingebettet, so dass jeder Zelle etwas "behaart," mit baumelnden Stränge der DNA wurde.

Die DNA verhielt sich wie Klettverschluss Nähte. Zellen mit komplementären DNA-Stränge eingeklinkt zusammen, während Zellen mit noncomplementary DNA nur von einem anderen purzelte. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler steuern, welche Zellen stecken.

Schicht von Schicht, die Wissenschaftler eine dreidimensionale Orgel Modell erstellt. Der gesamte Prozess des Aufbaus eine organoide mit Hunderten von funktionellen Zellen nur wenige Stunden dauerte, sagte Gartner.

Die Wissenschaftler nennen die Technik DNA programmiert Montage von Zellen oder DPAC.

Allerdings gibt es Grenzen, die verhindern, dass die DPAC-Technik am laufenden Band ganze Organe, Gartner hingewiesen.

"Wir können Gewebe, die mehrere Zentimeter... und tatsächlich haben Hunderttausende von Zellen bilden – vielleicht sogar Millionen," sagte Gartner. "sie können nur jedoch rund 50 bis 100 Mikrometer dick," sagte er. (Zum Vergleich: das durchschnittliche menschliche Haar ist etwa 100 Mikrometer dick.)

Der Grund, warum, den die Forscher größere und dickere Gewebe machen können, ist, dass die Zellen im Inneren der organoide müssten, Sauerstoff und Nährstoffe, die aus den Blutgefäßen kommen. "Wir arbeiten sind auf den Aufbau von funktionalen Blutgefäße in diese Gewebe", sagt Gartner. "Wir können die richtigen Zellen in der richtigen Position bekommen aber noch nicht herausgefunden, wie man sie mit Blut oder Ersatz perfundieren effizient noch."

Allerdings die Wissenschaftler die Kombination DPAC mit 3D-Druck und Stammzell Technologien könnten ihnen beginnen, einige dieser Einschränkungen zu bewältigen helfen.

Folgen Sie Christopher Wanjek @wanjek für tägliche Tweets auf Gesundheit und Wissenschaft mit einem humorvollen Rand. Wanjek ist der Autor von "Food at Work" und "Schlechte Medizin." Seine Kolumne, schlechte Medizin erscheint regelmäßig auf Leben-Wissenschaft.

Verwandte Artikel

Wissenschaftler versuchen, menschliche Organe bei Schweinen zu ernten schaffen Mensch-Schwein-embryo

Forscher in Kalifornien haben versucht, die menschliche Organen im Inneren Schweine wachsen in Versuch, Spender-Mangel zu bekämpfen Wissenschaftler versuchen, menschliche Organen im Inneren Schweine wachsen in einem Versuch, einen Mangel an Spendern zu be...

Erstaunliche Bilder von Proteinen kann helfen Wissenschaftler entwerfen Drogen

Forscher können nun Spion auf Proteine bei fast das Niveau der einzelnen Atome, dank einer neuen Mikroskop-Technik. Diese noch nie da gewesenen Blick auf die molekulare Welt kann helfen, Forscher Drogen zu entwerfen und zu verstehen, wie Medikamente inter...

Wissenschaftler haben menschliche Serotonin-Neuronen im Labor gezüchtet.

Diese Flut von Neon-Farben oben kann eine unscharfe Fotografie eine besonders wilde Party aussehen, aber in der Tat ist es das erste je Probe des menschlichen Serotonin-Neuronen in den Boden einer Petrischale angebaut werden. Wissenschaftler haben lange ü...

Neue Technik könnte Planeten mit Außerirdischen Bäumen erkennen.

Bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten Wissenschaftler sind auf der Suche über die einzelnen-celled Organismen und entwickeln Techniken, die ihnen vielzelligen Lebens erkennen helfen würde. In einer aktuellen Studie, veröffentlicht in der Zeitschri...

"Smart Glasses" könnte helfen blinden navigieren

Ein paar "smart Glasses" blinde Menschen eine ungewohnte Umgebung navigieren, indem Objekte erkennen oder Zeichen in Sprache zu übersetzen helfen könnte, sagen Wissenschaftler. Die Mehrheit der registrierten blinde Menschen haben einige restlich...

Bakterielle Blase Tramper könnte helfen, Treibhausgase in Schach zu halten

SAN FRANCISCO – Meeresboden lebende Bakterien können eine Mitfahrgelegenheit auf Methan Luftblasen sickerte aus Tiefsee Entlüftungsöffnungen, die verhindert, dass des Methans erreicht die Atmosphäre durch aufessen, schlägt neue Forschung. Die Ergebnisse p...

Neue Technik könnte alten menschliche DNA entmystifizieren.

Diese Geschichte wurde aktualisiert am Mittwoch, den 29. Januar um 11:00 Uhr ET Die DNA eines Neandertalers gefunden in einer sibirischen Höhle hat sequenziert, dank einer neuen Technik, die aus Kontamination von modernen Menschen ausgesondert. Die b...

Meeresboden "atmen" könnte helfen, große Erdbeben vorhersagen

NEW YORK-Tracking kleine Erdbeben mit modernster Technologie die nächste verheerende Temblor prognostizieren Wissenschaftler helfen könnte, sagt ein Experte. Durch den Einsatz von Datenerfassung Meeresboden Seismometer, können Meeresforscher kleine Erdbeb...

3D virtuelle Geburt Simulator könnte helfen Ärzten vorbereiten für die Auslieferung

Es scheint, gibt es fast nichts, die Computer nicht in diesen Tagen simulieren: Nun, ein neues Computerprogramm menschliche Geburt mit 3D virtuelle Realität simuliert. Der Simulator ist das erste seiner Art, Faktoren wie die Form des Körpers der Mutt...

Synthetisches Leben könnte helfen Mars besiedeln, sagt der Biologe

SAN FRANCISCO – Synthetische Organismen entwickelt, um Kohlendioxid zu verwenden, wie ein Rohstoff Mars Absetzen eines Tages Menschen helfen könnte, sagt eine prominentere Biologe. Vom Menschen verursachten, CO2-mampfen Lebensformen sind bereits in den We...

Britische Wissenschaftler bereit, menschliche Embryonen genetisch zu verändern

Forscher im Kreuzfeuer verwenden gen Bearbeitung in Embryonen, die sie hoffen, helfen zu verstehen frühes Stadium Leben und Fruchtbarkeitsbehandlung verbessern Wissenschaftler in Großbritannien sind bereit, menschliche Embryonen genetisch zum ersten Mal a...

Eine einfache Explosion von Laser könnte helfen, Ihre Zähne wachsen wieder

Zähne nachwachsen nicht, wie Ihr Zahnarzt möglicherweise Sie daran erinnern, während der Bohrer für eine Wurzelbehandlung hochdrehen möchten. Aber Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, Dentin, die harten Sachen in der Mitte des Zahnes, direkt in d...

Wie ein Katze Poop Parasiten helfen könnte schlagen Wissenschaftler Krebs

Diese Woche, ein Team von Forschern an der Dartmouth kündigte eine spannende, wenn furchtbar ekelhaft, medizinische Entdeckung. Eine einzellige Parasiten, die normalerweise im Darm von Katzen gefunden – und später in ihre Hütte – zeigt einzigartige verspr...

Wie Eidechse Tails helfen könnte untersuchen Wissenschaftler menschliche Gliedmaßen Regeneration

Prothesentechnologie ist immer wahnsinnig gut. Aber was passiert, wenn wir nur nicht es mehr braucht? Was passiert, wenn wir einfach programmieren, könnte unsere Gene menschliche Gliedmaßen nachwachsen so leicht wie Eidechsen nachwachsen verloren Schwänze...