Geração de insulina tridimensional, livre de andaime expressando Pancreatoids do Mouse progenitoras pancreáticas em Vitro

Delinear os mecanismos do desenvolvimento normal e a fisiologia é fundamental para compreender a etiologia da doença e, finalmente, cultivar métodos de tratamento. Enquanto cultivo e diferenciação de células-tronco permite uma análise rápida e de alta produtividade de desenvolvimento, é limitada pelo corpo de conhecimentos sobre os mecanismos que regulam o destino de célula existente e artificialmente recapitula o desenvolvimento em um relativamente Estado homogêneo, bidimensional^1,2. Não só está na vivo desenvolvimento afetado por influências extrínsecas, com diferentes tipos de células no nicho e meio fornecendo sinais parácrina e apoio organizacional para guiar a organogênese, mas a função destas células também se baseia em sua ambiente para orientação^3,4,5. Dada a importância desses sinais externos, as limitações de protocolos de diferenciação e a natureza laboriosa de modelos de rato na vivo , novos sistemas são necessários para investigar experimentalmente fisiologia e processos básicos do desenvolvimento.

O surgimento de protocolos para gerar tridimensionais, complexo organoids fornece um sistema conveniente e congruente para estudar organogênese, fisiologia, eficácia de drogas e até mesmo patogênese. Que estabelece organoids murino para diferentes sistemas tais como o estômago⁶ e intestino⁷ expandimos nossa compreensão da organogênese, fornecendo uma ferramenta para estudar as complexidades do desenvolvimento com menos restrições do que in vivo e modelos em vitro . Devido a estes avanços nos organoides murino-formação e o advento de pluripotentes humanas tronco células intestinais humanas⁸, retina⁹, renal^10,11, e organoids cerebral¹² foram produzidos e isto repertório é limitado pelo conhecimento existente sobre mecanismos de desenvolvimento.

De particular interesse é a geração de organoids do pâncreas, como pragas de uma miríade de doenças diferentes pancreático tipos de células, incluindo células acinares e dutos em insuficiência pancreática exócrina¹³, células acinares em pancreatite¹⁴, e células beta em diabetes¹⁵. Adquirir conhecimentos sobre o desenvolvimento destes tipos de células diferentes poderia auxiliar na compreensão de sua patologia e, também, agir como uma plataforma para triagem de drogas personalizadas ou transplante. Anteriormente, et al . Greggio desenvolveu um método para criar murino organoids pancreático que recapitular na vivo morfogênese e desenvolver estruturas organizadas, tridimensionais, complexas compostas por todas as grandes células epiteliais do pâncreas tipos de^16,17. Este é um grande passo em frente no campo do pâncreas, especialmente como fazer células in vitro pode habilite investigação biológica do desenvolvimento de células beta. No entanto, uma escassez de células endócrinas formada neste protocolo, a menos que os organoids foram transplantadas no tecido, onde o nicho poderia interagir e fornecer pistas instrucional¹⁷. A mesênquima constitui a maior parte do nicho, envolvendo fortemente o epitélio em desenvolvimento desde as fases iniciais da organogênese para fases posteriores, incluindo delaminação endócrino e diferenciação^{3,4, 18}. A interação entre a mesênquima o pâncreas em desenvolvimento é mais um exemplo de sinalização extrínseca e a importância da manutenção na vivo celular complexidade estudar organogênese.

Aqui, descrevemos como gerar tridimensional organoids do pâncreas, denominado pancreatoids, de e10.5 dissociada murino progenitoras pancreáticas. Estes pancreatoids reter mesênquima nativa, auto-montagem em condições de livre flutuação e gerar todos os tipos de grandes células pancreáticas, incluindo um número robusto de células endócrinas beta¹⁹. Esta abordagem é mais adequada para a análise do desenvolvimento do sistema endócrino, como protocolos anteriores faltam robusta diferenciação endócrina. No entanto, usando o protocolo para organoids do pâncreas como descrito por Greggio et al é mais adequado para análise de ramificação epiteliais do pâncreas e morfogênese, como ramificação é mais limitada em pancreatoids.