领先的研究人员在类器官的发展中编制了令人惊叹的突破 - 用于模拟疾病和测试治疗的微型人体器官,有朝一日可能为病人和老人提供替代部件。

也许这些进展比癌症研究更加紧迫。

来自美国纽约冷泉港实验室的David Tuveson和来自荷兰乌得勒支的Oncode和Hubrecht研究所的Hans Clevers提出了一系列快速改变疾病管理方式的发现。

癌症的主要目标是针对患者特定肿瘤类型的治疗。它被称为“精准医学”,直到最近,它通常意味着取一个人的肿瘤切片,试图在盘子里种植它,并添加药物,看看它们是否会杀死它。另一种方法是将肿瘤细胞移植到小鼠体内并给予它们药物。

然而,每种方法都有严重的缺点。

首先,肿瘤在菜肴中不会生长得那么好。等待癌症在小鼠中发展,然后观察药物是否有效,可能需要数月。不幸的是,患者往往没有这么长时间。

进入类器官。

这些小型癌症源自患者癌症的干细胞,在一道菜中迅速生长。可以创造数百种,因此测试了数百种潜在的抗癌药物。当发现理想药物时,可以将类器官移植到小鼠体内以检查药物在体内的作用。

人类的结果很有希望。

作者写道:“肿瘤类器官可以忠实地报告相应患者的药物反应。”

研究人员也在介绍他们自己的调整。基因剪接技术CRISPR已经投入使用,使正常细胞变成癌症。在基础科学水平上,这有助于显示健康的肠细胞如何变成癌症。

但导致癌症的线索也来自于肿瘤外的粘糊糊的东西。

科学家们正在使用类器官来研究这种肿瘤的“微环境”。它通常含有T细胞,免疫细胞聚集在一起试图抵抗癌症。

这项研究已经引领了一个领域的进步,这个领域正在癌症世界引起轰动:免疫疗法,它可以将身体自身的免疫系统与肺癌,肾癌和黑色素瘤等癌症联系起来。

随着所有这些数据的流入,它被添加到广泛的“生物生物库”中,用于指导其他患者的治疗。

作者写道,最终的目标是进行“细菌学”测试 - 类似于培养细菌,看看抗生素会杀死它 - 用于治疗癌症。

“对未来的承诺......我们可以测试现有的药物,甚至可以开发基于个体患者癌细胞的新药,”Clevers在一则相关视频中说。

然而,器官不是孤立存在的,并且正在使用一种新技术来观察人体器官如何彼此“聊天”。

一个审核通过生物工程在宾州,美国大学部Dongeun咦领导,介绍了如何“组织体上的单芯片”可以在板凳上右边有链接的身体部位。

采取肺部的肺泡细胞:微小的气穴让我们活着,但也被肺气肿,感染和空气污染物损坏。每个肺泡都有一个在其旁边运行的血管,这也受到疾病过程的影响。

作者解释了这两种组织如何在干细胞的芯片上生长,以复制肺部的解剖结构。该芯片的一侧有肺泡细胞和空气,另一侧有血管和培养基。

虚拟现实并没有就此结束。

为了模拟呼吸的影响,间歇地向肺泡侧施加真空。这个小型肺部在长凳上用于筛查肺病的原因和潜在的治疗方法。

但芯片技术也可以解决尝试种植类固醇的主要挑战。

为了生长,小器官依赖于氧气和营养物质直接从培养基中扩散。结果是,当有机体达到一定的大小 - 大约是小扁豆的大小 - 营养物质无法渗透并从内向外腐烂。

生物工程师一直在努力工作。

Huh及其同事详细介绍了如何使用芯片作为格子来制作干细胞的血管。在一种情况下,血管生长并维持乳腺肿瘤类器官。然后使用人造血液网络给予癌症药物紫杉醇。显着,它减缓了肿瘤的生长。

好像这还不够,该技术也是可扩展的。

升级到“片上体”,你有多个迷你器官,在他们自己的塑料隔间里生长,通过微通道与化学信使传递液体来迎接和问候。一种这样的创造物具有胃,肝和肠类器官。肠道会产生激素,使肝脏与肝脏“交谈”,然后肝脏就会产生胆汁酸酶。

技术正在起飞。从字面上看。

在一则相关的视频中,Huh说他们最近在火箭上向国际空间站发射了一枚芯片,用于研究宇航员如何更容易受到太空感染。

看起来,这个想法是“芯片上的身体”可能成为人们实验的终极代理。

“我们实际上可以使用这些模型系统来测试那些对人类无法测试的东西,”Huh说。

然而,有一个医学领域,扩大类器官的能力可以字面意味着生与死之间的差异。

再生医学的希望是有机体可能有一天会成为病变或磨损器官的替代部位。

但是,为了变得像我们随身携带的肝脏,心脏和其他静噪,有机体必须变得更大更复杂。

在第三次审查中,来自美国俄亥俄州辛辛那提儿童医院医疗中心干细胞和有机体医学中心的Takanori Takebe和James Wells带我们了解您如何做到这一点。

用两个词来说,这就是所谓的“叙事工程”。这个想法是你看看器官从胚胎开始是如何发育的,然后做一些可能诱发相同的东西。它意味着回到三个“胚芽”层,内胚层,中胚层和外胚层的形成,然后从那里追踪每个器官的旅程的叙事弧。

作者写道,为了重新创造那个奥德赛,你需要一系列干预措施,例如限制细胞生长的空间,使它们受到拉伸等机械力,给予电刺激以模仿脑细胞发射,并添加各种生长因子文化传媒。

作者将此描述为“更全面的方法”,“可能证明对于更好的器官建模和最终基于移植的疗法至关重要”。

然而,有机体可能采取的最后一次飞跃可能胜过其他所有。

一个回顾铅创作从哺乳动物的胚胎由玛塔Shahbazi,并在英国剑桥的大学干细胞组,指出,结合胚胎和滋养层(早期胎盘)干细胞“导致产生早期胚胎样结构的显着相似囊胚”。

在制造婴儿时,胚泡是受精的产物,当植入子宫壁时,胚胎和胎盘。Shahbazi及其同事利用这种胚胎学提出了一个具有纪念意义的问题:“干细胞模型是否会通过最终的功能测试,即植入后的发育?”

换句话说,你是否可以创造一种胚胎类器官,当它被放入子宫时,会长成一个完全成熟的胎儿?

作者回顾了目前关于如何控制一系列因素(包括几何学,物理环境和化学信号传递)可能诱使干细胞成为胚胎的知识。

它们也提出了一个道德问题,我们许多人可能还没想过。

研究人员写道:“重要的是要考虑胚胎干细胞模型何时获得与人类胚胎相关的保护作用”。

这个问题可以推出一千个哲学博士学位论文,这些论文也可以通过这些作者的总结性见解得到帮助。

“从干细胞中构建胚胎......是对我们是否可以从各部分理解整体的考验。

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