Выращивание легочных органоидов можно сделать массовым за счет автоматизации

Органоиды легких перспективны для применения в широком спектре исследований — от разработки индивидуальных терапий онкологических заболеваний до замены животных моделей в доклинических исследованиях. Они представляют собой культивированные in vitro клеточные структуры, имитирующие строение легких. Массовое использование органоидов, однако, требует сопоставимого по массовости их производства. Для решения этой задачи немецкие ученые разработали метод автоматизированной культивации большого числа органоидов. 

В предыдущей работе авторы представили протокол, позволяющий получать свободно плавающие в среде органоиды из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) без использования внеклеточного матрикса. Такой метод уже позволяет культивировать органоиды в 96-луночных планшетах, обеспечивая относительно высокую продуктивность. Однако ученые стремились дополнительно повысить масштабируемость метода. 

В новом протоколе планшеты с еще не дифференцированными клеточными структурами помещали в биореактор, оснащенный специальной мембранной мешалкой. Она обеспечивала циркуляцию среды и ее аэрацию без формирования пузырьков. Кроме стандартизации условий, культивация в биореакторе позволяла производить общую замену среды раз в неделю вместо того, чтобы раз в 4–5 дней менять среду в каждом отдельном планшете. 

Ученые сравнили культивированные в биореакторе органоиды с полученными в результате ручного протокола. Автоматическая культивация приводила к формированию более крупных органоидов с меньшим числом альвеол. Секвенирование РНК отдельных клеток и проточная цитометрия подтвердили присутствие в органоидах дифференцированных типов клеток, характерных для легочной ткани. 

Авторы отмечают, что предложенный метод все еще обладает рядом недостатков — например, в полученных органоидах содержится относительно мало эпителиальных, мезенхимальных и иммунных клеток в органоидах. Однако в будущем это можно компенсировать за счет одновременной культивации этих типов клеток в той же среде, чтобы обеспечить формирование более реалистичных легочных структур. 

Изготовленные методом 3D-биопечати мини-плаценты моделируют преэклампсию