Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, usaram seu manãtodo para cultivar e cultivar uma 'mini-via aanãrea', a primeira vez que um organoide em forma de tubo foi desenvolvido sem a necessidade de qualquer suporte externo.

Usando um molde feito de um pola­mero especializado, os pesquisadores foram capazes de orientar o tamanho e a forma da minidia aanãrea, cultivada a partir de células-tronco de camundongo adulto, e removaª-la do molde quando atingiu o ponto em que poderia se sustentar.

Enquanto os organoides usados ​​atualmente na pesquisa médica estãoem escala microsca³pica, o manãtodo desenvolvido pela equipe de Cambridge poderia tornar possí­vel o cultivo de versaµes em tamanho natural de órgãos. Seus resultados são publicados na revista Advanced Science .

Os organa³ides são minaºsculos conjuntos de células tridimensionais que imitam o arranjo celular de órgãos totalmente desenvolvidos. Eles podem ser uma maneira útil de estudar a biologia humana e como isso pode dar errado em várias doenças e, possivelmente, como desenvolver tratamentos personalizados ou regenerativos. No entanto, monta¡-los em estruturas de órgãos maiores permanece um desafio.

Outras equipes de pesquisa experimentaram técnicas de impressão 3D para desenvolver miniorga£os maiores, mas muitas vezes requerem uma estrutura de suporte externa.

“Os miniorga£os são muito pequenos e altamente fra¡geis”, disse o Dr. Yan Yan Shery Huang, do Departamento de Engenharia de Cambridge, que co-liderou a pesquisa. “Para aumenta¡-los, o que aumentaria sua utilidade na pesquisa médica, precisamos encontrar as condições certas para ajudar as células a se organizarem”.

Huang e seus colegas propuseram uma nova abordagem de engenharia organoide chamada Multi-Organoid Patterning and Fusion (MOrPF) para cultivar uma versão em miniatura das vias respirata³rias de um rato usando células-tronco. Usando essa técnica, os cientistas conseguiram uma montagem mais rápida de organa³ides em tubos de vias aanãreas com passagens ininterruptas. As mini-vias aanãreas cultivadas com a técnica de MOrPF mostraram potencial para aumentar para se adequar a s estruturas de órgãos vivos em tamanho e forma, e mantiveram sua forma mesmo na ausaªncia de um suporte externo.

A técnica MOrPF envolve várias etapas. Primeiro, um molde de pola­mero - como uma versão em miniatura de um bolo ou molde de gelanãia - éusado para dar forma a um aglomerado de muitos pequenos organa³ides. O cacho éliberado do molde após um dia e, em seguida, cultivado por mais duas semanas. O cluster torna-se uma única estrutura tubular, coberta por uma camada externa de células das vias aanãreas. O processo de moldagem élongo o suficiente para que a camada externa das células forme um envelope ao redor de todo o cluster. Durante as duas semanas de crescimento, as paredes internas desaparecem gradualmente, levando a uma estrutura tubular oca.

“A maturação gradual das células érealmente importante”, disse o Dr. Joo-Hyeon Lee do Wellcome de Cambridge - MRC Cambridge Stem Cell Institute, que co-liderou a pesquisa. “As células precisam ser bem organizadas antes de podermos libera¡-las para que as estruturas não entrem em colapso.”

O aglomerado organoide pode ser pensado como bolhas de saba£o, inicialmente agrupadas para formar o formato do molde. Para se fundir em uma única bolha gigantesca do aglomerado de bolhas compactadas, as paredes internas precisam ser quebradas. No processo MOrPF, os aglomerados de organoides fundidos são liberados do molde para crescer em condições flutuantes e livres de andaimes, de modo que as células que formam as paredes internas do aglomerado fundido possam ser retiradas do aglomerado. O molde pode ser feito em diferentes tamanhos ou formas, para que os pesquisadores possam pré-determinar a forma do miniorga£o acabado.

“O interessante éque, se vocêpensar sobre as bolhas de saba£o, a grande bolha resultante ésempre esfanãrica, mas as propriedades meca¢nicas especiais da membrana celular dos organa³ides fazem com que a forma fundida resultante preserve a forma do molde”, disse o coautor Professor Eugene Terentjev do Laborata³rio Cavendish de Cambridge.

A equipe afirma que seu manãtodo se aproxima muito do processo natural de formação de tubos de órgãos em algumas espanãcies animais. Eles tem esperana§a de que sua técnica ajude a criar órgãos biomimanãticos para facilitar a pesquisa médica.

Os pesquisadores primeiro planejam usar seu manãtodo para construir um 'órgão em um chip' tridimensional, que permite o monitoramento conta­nuo em tempo real de células e pode ser usado para desenvolver novos tratamentos para doena§as, reduzindo o número de animais usados ​​na pesquisa . Eventualmente, a técnica também poderia ser usada com células-tronco retiradas de um paciente, a fim de desenvolver tratamentos personalizados no futuro.

A pesquisa foi apoiada em parte pelo Conselho Europeu de Pesquisa, o Wellcome Trust e a Royal Society.