Gjennombrudd: Mini-hjerter og lunger kan nå gro sine egne blodårer

8 hours ago 1

– Et viktig gjennombrudd, sier forskere.

Illustrasjonsbilde av en tarmorganoide. (Foto: Meritxell Huch, CC BY 4.0)

I over ti år har forskere dyrket frem mini-versjoner av organer på laboratoriet, små hjerter, lunger og til og med hjerner som ligger og dupper i en væske.

Disse mini-modellene, eller organoidene, kan brukes til å bedre forstå sykdomsutvikling eller til å teste medisiner. De kan også brukes i forskning på å dyrke frem nytt vev som kan erstatte skadet vev hos mennesker.

Det begynner med universelle stamceller som kan bli til alle slags celler. Cellene guides ved hjelp av kjemiske signaler til å utvikle seg til ulike organer eller vev.

Organene blir ikke større enn små klumper på noen få millimeter. De mangler blant annet blodårer som frakter næring og oksygen til cellene. Utviklingen stopper.

Dannet blodårer

Nå har to uavhengige forskergrupper lykkes med å dyrke frem mini-organer med blodårer, melder det vitenskapelige tidsskriftet Nature. De to studiene ble nylig publisert i tidsskriftene Science og Cell.

Frøydis Sved Skottvoll ved SINTEF forsker på miniorganer. Hun sier at dette er to kule studier som representerer et viktig gjennombrudd.

– Begge teamene har lykkes med å utvikle organoider som spontant danner egne blodårer – noe som lenge har vært en stor utfordring i feltet.

Riktige signaler til riktig tid

– Når man dyrker organoider til en viss størrelse, begynner de å dø i midten fordi de ikke får oksygen og næringsstoffer helt inn i sentrum, sier Oscar Abilez i en pressemelding fra Stanford University School of Medicine.

Abilez ledet studien som er publisert i Science. Forskerne lyktes med å få hjerte og lever-organoider til å gro sine egne blodårer.

For å bestemme hva slas organ stamcellene skal bli til, gir forskerne cellene kjemiske signaler. Vekstfaktorer og andre små molekyler tilsettes i væsken som omgir organoidene.

Forskerne testet ut 34 ulike oppskrifter som ga litt ulike vekstforhold for hjerte-organoider. Oppskriftene spesifiserte hva slags vekstfaktorer som brukes, hvor mye og når i prosessen de tilsettes. De fant en vinner.

Denne oppskriften ga organoider som både dannet blodårer og de andre celletypene som finnes tidlig i utviklingen av et hjerte, ifølge pressemeldingen.

Mini-lunger som utviklet seg bedre

I den andre studien lyktes en separat forskergruppe med å dyrke lungeorganoider med blodårer.

Også her var nøkkelen å finne en riktig cocktail med molekyler som trigget dannelsen av både blodårer og annet lungevev, ifølge Nature.

Mini-lungene endte opp med å ha et bedre mangfold av celletyper, bedre tredimensjonal form og bedre overlevelse for cellene sammenlignet med tidligere lunge-organoider, ifølge en pressemelding om studien.

Kan lage organoider som ligner mer på de ekte

Organoider som har blitt utviklet frem til nå, har manglet naturlig utvikling av blodårer, sier Frøydis Sved Skottvoll, forsker ved SINTEF.

– Dette har hindret oksygentilførsel og næring til de indre delene av organoidene, noe som igjen har begrenset hvor store og modne de kan bli.

At organoider nå kan utvikle egne blodårer er betydningsfullt, sier hun.

– Med vaskularisering kan vi potensielt lage større og mer komplekse modeller som bedre etterligner ekte organer – både strukturelt og funksjonelt.

– Dette kan bety at vi i fremtiden raskere kan forutsi effekten av nye medisiner før de når markedet, utvikle mer humane modeller for sykdom, og på lengre sikt også bidra til regenerativ medisin.

Regenerativ medisin handler om å hjelpe kroppen til å reparere skader eller erstatte vev, for eksempel ved å bruke stamceller.

– Når det er sagt, gjenstår det å se om andre laboratorier klarer å gjenskape de samme resultatene som i disse to studiene. Først da kan vi virkelig begynne å snakke om et etablert gjennombrudd.

Sirkulerer ikke blod enda

Alexandra Aizenshtadt er forsker ved Hybrid Technology Hub ved Universitetet i Oslo, der de jobber med organ on a chip eller organer på brikke.

Det er små organoider plassert i en brikke med sensorer og kanaler for væsketransport. De kan brukes til å simulere prosesser i kroppen og kanskje minske behovet for dyreforsøk.

Aizenshtadt er enig med Frøydis Sved Skottvoll at de to nye studiene representerer et spennende gjennombrudd, man at det gjenstår å se hvor godt metodene kan gjentas på andre laboratorier.

– At organoider nå kan utvikle egne blodårer er et viktig steg mot mer realistiske og funksjonelle vevsmodeller. Dette er et aktivt forskningsområde globalt, også i Norge.

Det neste steget blir å forsøke å koble organoidene med blodårer til systemer som gir dem sirkulasjon. Det kan være i organer på brikke.

– Blodårene i disse organoidene ennå ikke er koblet til sirkulasjonssystem og dermed ikke fylt med væske slik de er i kroppen, sier Aizenshtadt.

– Jeg tror at kombinasjonen av selvorganisering og ingeniørteknologi vil åpne for nye muligheter mot mer fysiologiske, levende modeller utenfor kroppen. Mest sannsynlig vil dette komme snart, ettersom mange forskningsgrupper nå jobber med nettopp denne typen kombinerte tilnærminger.

Referanse:

Oscar J. Abilez m. fl.: «Gastruloids enable modeling of the earliest stages of human cardiac and hepatic vascularization», Science, 5. juni 2025. Sammendrag.

Yifei Miao m. fl.:« Co-development of mesoderm and endoderm enables organotypic vascularization in lung and gut organoids», Cell, 30. juni 2025. Sammendrag.