Esquema del sistema multiorganoide en chip derivado de hiPSC para modelar el eje de los islotes pancreáticos y hepáticos humanos in vitro. Crédito: Tao Tingting
La diabetes tipo 2 (T2DM) es una enfermedad metabólica multiorgánica sistemática, que se caracteriza por una interacción dinámica entre diferentes órganos.
El eje islote pancreático-hígado está estrechamente relacionado con la regulación normal de la glucosa y el mantenimiento de la homeostasis. La disfunción de la interacción entre estos órganos puede conducir a la progresión de la DM2.
Recientemente, un grupo dirigido por el Prof. Qin Jianhua del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) desarrolló un sistema multiorganoide a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) para simular el hígado humano. eje en normal y T2DM.
Este estudio fue publicado en ciencia avanzada el 23 de diciembre de 2021.
«El organoide derivado de células madre, una nueva clase de tejidos 3D, tiene las características estructurales y funcionales clave de sus contrapartes in vivo», dijo el profesor Qin.
Este sistema multiorganoide recientemente desarrollado podría simular el eje de los islotes pancreáticos-hígados humanos en condiciones fisiológicas y patológicas, y permitir el cocultivo 3D de organoides de islotes e hígados derivados de hiPSC durante hasta 30 días.
Los investigadores encontraron que los organoides de hígado e islotes generados exhibieron un crecimiento favorable y funciones específicas de tejido mejoradas en este sistema de cultivo 3D microfluídico perfundido.
«La sensible secreción de insulina estimulada por glucosa procedía de los organoides de los islotes y aumentó la utilización de glucosa en los organoides del hígado», dijo el profesor Qin. Esto reflejó la interacción cooperativa entre los dos órganos en este sistema de cocultivo perfundido.
Los análisis transcripcionales revelaron que las vías de señalización activadas estaban asociadas con el metabolismo de la glucosa/CYP450 y la glucólisis/gluconeogénesis en el hígado y los organoides de los islotes.
Además, este sistema organoide microfluídico islote-hígado exhibió disfunción mitocondrial y disminución de la capacidad de transporte de glucosa en condiciones de hiperglucemia, lo que podría atribuirse al alivio del tratamiento con medicamentos antidiabéticos.
«Este novedoso sistema no solo puede reflejar el circuito de retroalimentación dentro del eje hígado-islote, sino que también muestra respuestas relevantes a la glucosa alta y al fármaco antidiabético, lo que no se logra fácilmente con el cultivo celular convencional y los modelos animales», dijo el profesor Qin. . «Proporcionará una plataforma única para el estudio de la compleja patogénesis de la DM2 y el desarrollo de fármacos».
Más allá de la secreción de insulina, la nueva función de las células beta en la regulación de la homeostasis de la glucosa
Tingting Tao et al, Sistema multiorganoide microdiseñado de hiPSCs para recapitular el eje de islotes hepáticos humanos en diabetes normal y tipo 2, ciencia avanzada (2021). DOI: 10.1002/advs.202103495
Citación: Sistema multiorganoide para simular el eje de islotes hepáticos humanos en diabetes normal y tipo 2 (24 de enero de 2022) consultado el 24 de enero de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2022-01-multi-organoid-simulate-human -liver-islet-axis.html
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