Pesquisadores de Boston desenvolvem nova abordagem para gerar organóides intestinais in vitro

Pesquisadores de Boston desenvolveram uma nova maneira de gerar grupos de células intestinais que podem ser usados, entre outros, para fazer modelos de doenças em laboratório para testar tratamentos para doenças que afetam o sistema gastrointestinal. Usando células-tronco pluripotentes induzidas por humanos, esta nova abordagem combinou uma variedade de técnicas que permitiram o desenvolvimento de grupos tridimensionais de células intestinais chamados organoides in vitro, que pode expandir os testes de tratamento de doenças em laboratório usando células humanas.

Publicado online em Nature Communications , este processo fornece uma nova plataforma para melhorar os exames de drogas e descobrir novas terapias para tratar uma variedade de doenças que afetam o intestino, como doença inflamatória intestinal, câncer de cólon e fibrose cística.

Pesquisadores do Centro de Medicina Regenerativa (CReM) da Universidade de Boston e do Centro Médico de Boston usaram células-tronco pluripotentes induzidas por humanos (hiPSCs) doadas, que são criados pela reprogramação de células adultas em um estado primitivo. Para este estudo, essas células foram forçadas a se diferenciar em células intestinais usando fatores de crescimento específicos para criar organóides em um gel. Este novo protocolo permitiu que as células se desenvolvessem sem mesênquima, que normalmente em outros protocolos, fornece suporte para o crescimento das células epiteliais intestinais. Tirando o mesênquima, os pesquisadores puderam estudar exclusivamente células epiteliais, que constituem o trato intestinal.

Além disso, usando a tecnologia CRISPR, os pesquisadores foram capazes de modificar e criar uma nova linha de células-tronco iPSC que brilhava em verde quando diferenciada em células intestinais. Isso permitiu aos pesquisadores acompanhar o processo de diferenciação das células intestinais in vitro.

A geração de organóides em nosso laboratório nos permite criar modelos de doenças mais precisos, que são usados ​​para testar tratamentos e terapias direcionadas a um defeito genético ou tecido específico - e tudo isso é possível sem prejudicar o paciente. Essa abordagem nos permite determinar quais tratamentos podem ser mais eficazes, e que são ineficazes, contra uma doença. "

Gustavo Mostoslavsky, MD, PhD, codiretor do CReM e corpo docente da seção de gastroenterologia do Boston Medical Center

Usando este novo protocolo, os pesquisadores geraram organóides intestinais a partir de iPSCs contendo uma mutação que causa a fibrose cística, que normalmente afeta vários órgãos, incluindo o trato gastrointestinal. Usando a tecnologia CRISPR, os pesquisadores corrigiram a mutação nos organóides intestinais. Os organóides intestinais com a mutação não responderam a uma droga, enquanto as células geneticamente corrigidas responderam, demonstrando seu futuro potencial para modelagem de doenças e aplicações de rastreamento terapêutico.

O protocolo desenvolvido neste estudo fornece fortes evidências para continuar usando iPSCs humanos para estudar o desenvolvimento no nível celular, engenharia de tecidos e modelagem de doenças, a fim de avançar na compreensão - e nas possibilidades - da medicina regenerativa.

"Espero que este estudo ajude a avançar nosso entendimento coletivo sobre como as doenças afetam o trato gastrointestinal em nível celular, "disse Mostoslavsky, que também é professor associado de medicina e microbiologia na Escola de Medicina da Universidade de Boston. "O desenvolvimento contínuo de novas técnicas na criação de células altamente diferenciadas que podem ser usadas para desenvolver modelos de doenças em um ambiente de laboratório abrirá o caminho para o desenvolvimento de abordagens mais direcionadas para tratar muitas doenças diferentes."

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