Dentro das vilosidades do intestino. Crédito:Mopic / Shutterstock.com
Para ajudar a melhorar a compreensão de como o intestino delgado atua na saúde e na doença, os pesquisadores desenvolveram “organóides” isolando células-tronco intestinais de biópsias humanas.
Embora esses organóides formem todos os tipos de células presentes no intestino, eles crescem como cistos com sua superfície celular voltada para um lúmen fechado, em vez de serem expostos ao conteúdo do intestino, impedindo assim o estudo de processos como o transporte de nutrientes e drogas, que envolvem a barreira intestinal.
Os organoides também não têm a vasculatura e os movimentos mecânicos que ocorrem no peristaltismo e no fluxo sanguíneo, que são necessários para a regeneração do intestino e muitos outros processos digestivos. Para resolver esses problemas, pesquisadores do Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering criaram um dispositivo de cultura microfluídica “Organ-on-a-chip”.
Donald Ingber e colegas isolaram células intestinais humanas de um tumor e as cultivaram em um dos dois canais separados por uma membrana de células endoteliais derivadas de vasos sanguíneos no canal adjacente.
Este chip do intestino recriou o epitélio das vilosidades do intestino normal, o que significa que os pesquisadores podem estudar o peristaltismo e a função intestinal. Contudo, não permitiu o estudo de processos que usam células intestinais normais de doadores individuais, que é crucial para analisar as respostas específicas do paciente para a medicina personalizada.
Agora, Ingber e a equipe abordaram essa limitação usando a abordagem organoide para isolar células-tronco intestinais de biópsias humanas, quebrando os organóides e fazendo crescer as células específicas do paciente dentro do chip intestinal. Essas células espontaneamente formam vilosidades intestinais que ficam de frente para o lúmen do canal e o epitélio em estreita aposição com o endotélio microvascular intestinal humano.
Esta abordagem apresenta um novo trampolim para a investigação de processos normais e relacionados a doenças de uma maneira altamente personalizada, incluindo o transporte de nutrientes, digestão, diferentes distúrbios intestinais, e interações intestinais com micróbios comensais, bem como patógenos, “
Donald Ingber, o Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering
A equipe de Ingber agora está aplicando a mesma abordagem a diferentes partes do intestino que diferem em suas funções e vulnerabilidades a doenças.
"No futuro, tais esforços podem nos permitir entender muito melhor as interações humano-microbioma, modelo de desnutrição e doenças inflamatórias do intestino, e realizar testes de drogas personalizados, "diz o co-primeiro autor do estudo Alessio Tovaglieri (Departamento de Ciência e Tecnologia da Saúde da ETH Zurique, Suíça).
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