有时需要在大规模、全自动实验中测试数十万种潜在的治疗方法,以确定单一有效的药物。大多数化合物不能按预期发挥作用,有些甚至有毒。自 2006 年开发出诱导多能干 (iPS) 细胞技术以来,研究人员已经能够从皮肤活检和血液样本中产生干细胞。为了在实验室中研究生理条件,许多研究人员使用 iPS 细胞技术来生产三维的、类似器官的组织聚集体(类器官)。明斯特马克斯·普朗克分子生物医学研究所的一组科学家现已成功利用人类细胞以全自动过程生产中脑类器官。这种类器官可以在高通量工作流程中生产、生长和详细分析。
iPS细胞技术是高度耗时且成本密集的治疗研究的理想解决方案。诱导多能干细胞是在实验室中从人类皮肤细胞中产生的。此外,iPS细胞可以在培养物中无限增殖,并且可以转化为身体的所有细胞类型。通过这种方式,可以获得可用作疾病模型的患者特异性 iPS 细胞系。这对于没有合适动物模型的疾病尤其有趣,例如帕金森病。
为了在实验室中最好地模拟疾病,科学家们已经放弃二维培养物并开发三维系统,因为它们可以更接近地再现器官的细胞多样性、结构和复杂的相互作用。类器官就是这种系统的一个例子。马克斯·普朗克分子生物医学研究所的科学家 Jan Bruder 解释说:“类器官以自组织方式由 iPS 细胞或组织特异性前体细胞生长并成熟为组织聚集体,就像在人体中发生的情况一样。”负责研究。“类器官更加复杂,可以更充分地模拟组织的生理特性,因此比传统模型具有多种功能优势。”
来自小分子神经前体细胞的中脑类器官
马克斯普朗克研究人员现在在类器官生成和分析方面取得了重大进展,这使得他们的发现适合应用于大规模研究,例如高通量药物发现。首先是设计一种策略,从小分子神经前体细胞(smNPC)创建中脑类器官,与目前的方法相比,它能够更快地生成所有相关的中脑细胞,并且具有更高的可重复性。