Тест органоиды эукариотической клетки: ГДЗ Биология Богданов 9 класс Контрольно-измерительные № Тест 9. Органоиды эукариотической клетки

Тест 18. Биология. 9 класс. Органоиды эукариотической клетки. Вариант 2

Пройдите тест, узнайте свой уровень и посмотрите правильные ответы!

Категория:

Биология

 

Уровень:

9 класс

---

Мы занимаемся обработкой ваших ответов

Проверь себя, пройди другие тесты онлайн

• Тест 74. Биология. 9 класс. Основы учения об эволюции Полезные признаки у организмов сохраняются под воздействием: Эволюция – это: Автор первой научной классификации живых ор…
• Биология. Введение в основы общей биологии 9 класс Верными являются следующие утверждения:1) организмы состоят из иных химических элементов по сравнению с    неж…
• Тест 17. Биология. 9 класс. Органоиды эукариотической клетки. Вариант 1 Основная функция митохондрий: Органоид клетки – это: Органоид, связывающий клетку в единое целое, осуществляющий транспо…
• ОГЭ 2017. Биология. Вариант 32 При заболеваниях желез внутренней секреции пациенты обращаются к Методом наблюдения можно установить
• Тест 1. Литература. Поэзия Серебряного века. 9 класс. Какие стилистические приёмы использует В.В. Маяковский в приведённых строках? Ведь, если звёзды зажигают — значит — э…
• Русский язык. Синтаксис и пунктуация. Укажите предложение с нарушением синтаксической нормы: В каком варианте ответа правильно указаны все цифры, на месте кот. ..
• ОГЭ 2017. Биология. Вариант 30 Соотнесите процессы пищеварения, происходящие в желудке и тонкой кишке. ПРОЦЕССЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ А) Выделение пепсина …
• Тест 59. Биология. 9 класс. Мейоз. Гаметогенез. Оплодотворение Гомологичные хромосомы благодаря кроссинговеру в ходе мейоза: Конъюгация хромосом происходит в: Размножение растений вид…
• Тест 47. Биология. 9 класс. Химическая организация клетки Вирусы являются: Вирусы состоят из: Впервые в 1892г. Д.И. Ивановский открыл и описал свойства вируса:
• Тест 73. Биология. 9 класс. Биосфера – глобальная экосистема Устойчивость биосферы, сохранение ее равновесия обеспечиваются: На Земле парниковый эффект является следствием повышения…
• Тест 27. Литература. 9 класс. А.Т. Твардовский «Василий Тёркин». Вариант 1 Что чинит Тёркин в главе «Два солдата»? Малая родина А.Т. Твардовского: Какой подзаголовок имеет поэма «Василий Тёркин»?…
• Хвощи, Плауны, Папоротники. Тест 2. 7 класс Верны ли следующие утверждения? А. В жизненном цикле плаунов чередуется половое и бесполое поколение. Б. У хвощей проц…

Тест Строение эукариотической клетки по биологии (10 класс) с ответами

Последний раз тест пройден более 24 часов назад.

Для учителя

1. Вопрос 1 из 10

   Цитоплазма клетки – это:

   • водный раствор солей и органических веществ вместе с органоидами клетки, но без ядра

   • раствор органических веществ, в котором осуществляются биохимические реакции

   • водный раствор минеральных веществ, включающий все органоиды клетки вместе с ядром

   • раствор веществ с различными постоянными структурами

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

2. Вопрос 2 из 10

   Какие структуры клетки, запасающие питательные вещества, не относят к органоидам?

   • вакуоли

   • лейкопласты

   • хромопласты

   • пигментные гранулы

   Подсказка
   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

3. Вопрос 3 из 10

   Основная функция лизосом:

   • синтез углеводов

   • расщепление органических веществ до мономеров

   • избирательный транспорт веществ

   • пиноцитоз

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

4. Вопрос 4 из 10

   Функция шероховатой ЭПС:

   • транспорт веществ и образование белков

   • переваривание органических веществ

   • участие в межклеточных контактах

   • образование рибосом

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

5. Вопрос 5 из 10

   Какой из органоидов клетки участвует в формировании лизосом и транспорте продуктов биосинтеза?

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

6. Вопрос 6 из 10

   Митохондрии в клетке выполняют функцию

   • Окисления органических веществ до неорганических

   • Хранения и передачи наследственной информации

   • Транспорта органических и неорганических веществ

   • Удвоения молекулы ДНК

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

7. Вопрос 7 из 10

   Что такое кристы?

   • складки внутренней мембраны митохондрий

   • складки наружной мембраны митохондрий

   • межмембранные образования

   • выросты мембраны клетки

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

8. Вопрос 8 из 10

   Из перечисленных органоидов только в растительных клетках присутствуют:

   • Аппарат Гольджи

   • хлоропласты

   • лизосомы

   • рибосомы

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

9. Вопрос 9 из 10

   Какие из перечисленных клеток содержат больше митохондрий?

   • клетки мякоти листа

   • клетки волос млекопитающих

   • клетки мышечной ткани

   • клетки коры дерева

   Подсказка

   Правильный ответ

   Неправильный ответ

   В вопросе ошибка?

10. Вопрос 10 из 10

    Какие из органоидов клетки относятся к немембранным органоидам?

    • ядро и лизосомы

    • ЭПС

    • аппарат Гольджи

    • клеточный центр

    Подсказка

    Правильный ответ

    Неправильный ответ

    В вопросе ошибка?

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Александр Громов

  10/10

• Оксана Ромашкина

  6/10

Тест «Строение эукариотической клетки» (10 класс) с ответами поможет качественно и быстро подготовиться к занятию по теме. Вопросы посвящены функциям органелл эукариотов, особенностям строения растительных, животных и человеческих клеток. Выполнение теста подразумевает выбор одного варианта из нескольких, что соответствует формату ЕГЭ.

Тест по биологии «Эукариотическая клетка» станет отличным помощником в домашней подготовке к проверочным работам, позволит объективно оценить свои знания.

Рейтинг теста

3.8

Средняя оценка: 3.8

Всего получено оценок: 833.

---

А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.

Органоиды: новое окно в болезни, разработки и открытия

Ученые нашли способы культивирования органоспецифической ткани из стволовых клеток, которые могут изменить подход к изучению и лечению заболеваний.

Срез органоида головного мозга после трех месяцев культивирования. Различные цвета отмечают разные типы клеток, подчеркивая структурную сложность органоида. (Изображение предоставлено лабораторией Арлотты.)

Хавьер Барбузано

Представьте себе возможность создания индивидуализированных сложных коллекций клеток, которые имеют сходство с собственными тканями пациента. Эта технология — способность выращивать «органоиды» — становится реальностью и каждый день находит новые применения, отчасти благодаря работе ученых из Гарвардского института стволовых клеток.

Органоиды — это крошечные самоорганизующиеся трехмерные культуры тканей, полученные из стволовых клеток. Такие культуры могут быть созданы для воспроизведения большей части сложного органа или для экспрессии отдельных его аспектов, таких как производство только определенных типов клеток.

Органоиды вырастают из стволовых клеток — клеток, которые могут неограниченно делиться и производить различные типы клеток как часть своего потомства. Ученые научились создавать подходящую среду для стволовых клеток, чтобы они могли следовать своим собственным генетическим инструкциям для самоорганизации, образуя крошечные структуры, напоминающие миниатюрные органы, состоящие из многих типов клеток. Размер органоидов может варьироваться от менее ширины волоса до пяти миллиметров.

Потенциально существует столько типов органоидов, сколько различных тканей и органов в организме. На сегодняшний день исследователи смогли создать органоиды, напоминающие мозг, почки, легкие, кишечник, желудок и печень, и многие другие находятся в процессе разработки.

Этот способ культивирования тканей даст ученым подробное представление о том, как формируются и растут органы, даст им новое представление о развитии человека и болезнях, а также даст им возможность увидеть, как лекарства взаимодействуют с этими «мини-органами», потенциально революционизируя области открытия лекарств и открытия новых подходов к персонализированной медицине.

Некоторые из этих применений освещены ниже в работе четырех лабораторий ИСКЧ.

Понимание себя и моделирование болезни

Большая часть того, что мы знаем об эмбриональном развитии, была получена путем экстраполяции на человеческую биологию того, что наблюдается у мышей и других моделей животных. Теперь, благодаря органоидам, у исследователей есть возможность культивировать крошечные версии каждой ткани, используя человеческие клетки.

В случае с человеческим мозгом эта технология открывает окно для наблюдения за некоторыми из самых неуловимых аспектов нашей собственной биологии. Это становится особенно важным при попытке изучить сложные, присущие человеку характеристики или болезни. «Некоторые из наиболее известных нейропсихиатрических заболеваний или заболеваний нервной системы нашего времени, такие как шизофрения или расстройства аутистического спектра, являются уникальными человеческими заболеваниями, которые затрагивают весь человеческий геном», — объясняет исследователь ИСКЧ Паола Арлотта, доктор философии.

Лаборатория Арлотты разработала протоколы, которые позволяют органоидам расти в течение длительных периодов времени, достигая большей сложности и зрелости, чем раньше. Эти органоиды содержат тысячи клеток и несколько типов клеток мозга, которые сложным образом взаимодействуют друг с другом, что делает их отличными моделями для изучения того, как нейропсихиатрические патологии или патологии развития нервной системы влияют на то, как клетки мозга общаются друг с другом.

Исследователи уже смогли использовать органоиды, полученные от пациентов с аутизмом, для выявления аномалий в регуляции генов, участвующих в пролиферации клеток. Другие исследователи использовали органоиды, чтобы наблюдать, как вирус Зика ассоциируется с микроцефалией во время раннего развития эмбриона, когда он препятствует нормальному развитию мозга, вызывая преждевременную дифференцировку клеток, продуцирующих нейроны. А другие смотрят на то, как эти органоиды, как «нормальные», так и «больные», реагируют на определенные раздражители.

Органоиды мозга также помогут понять, как мозг формируется на раннем этапе развития, что изучается уже более века и до сих пор озадачивает ученых. «Настоящая цель прямо сейчас — использовать органоиды в качестве моделей болезней, но я предсказываю, что по пути мы многое узнаем о том, как формируется мозг», — сказал Арлотта.

Изучение болезней стволовых клеток и персонализированная медицина

Стволовые клетки имеют большие перспективы в качестве терапевтических инструментов благодаря их неограниченной способности делиться и регенерировать ткани. Но исследователи также понимают, что многие заболевания могут быть вызваны аномалиями в самих стволовых клетках или в том, как другие клетки взаимодействуют с ними.

Такие исследователи, как Карла Ким, доктор философии, используют органоиды, чтобы определить роль стволовых клеток в регенерации, поддержании и функционировании тканей, а также понять, как эти клетки взаимодействуют друг с другом.

Ким и ее группа были первыми учеными, которые вырастили органоиды легких, имитирующие две отдельные части легкого: дыхательные пути и альвеолярные мешочки, где происходит газообмен. Они сделали это с помощью специальной установки для культивирования, которая позволяла клеткам контактировать как с воздухом, так и с жидкостью, имитируя среду легких. Их культура также включала вспомогательные клетки, полученные из кровеносных сосудов, для стимуляции роста стволовых клеток.

«Мы хотим знать, как стволовая клетка узнает, какой тип специализированных клеток она должна производить», — сказал Ким. Органоиды помогают ответить на этот вопрос. «Мы спрашиваем, какие факторы и соединения должны присутствовать, чтобы сообщить стволовым клеткам, что им нужно для роста».

Ким использует аналогичный подход для изучения обратной стороны этого вопроса: что происходит при заболеваниях, когда стволовые клетки либо не справляются со своей задачей, либо создают дефектные клетки?

«Многие заболевания легких кажутся нам неисправностью стволовых клеток, когда они не в состоянии восстанавливать повреждения», — сказал Ким. «Долгое время считалось, что такие заболевания, как эмфизема, могут быть вызваны дефектами стволовых клеток, но проверить эту идею не представлялось возможным. Теперь мы можем создавать органоиды из больных клеток и проводить эксперименты, чтобы выяснить, являются ли стволовые клетки или разговаривающие с ними вспомогательные клетки причиной заболевания легких. Если мы сможем понять, что идет не так на уровне стволовых клеток, может появиться совершенно новый тип клеток, который может стать мишенью для лекарств».

Органоиды также можно использовать для непосредственного скрининга лекарств, которые могут способствовать образованию специализированного типа клеток. Это может помочь найти методы лечения таких заболеваний, как кистозный фиброз, при котором реснитчатые клетки, которые обычно удаляют слизь из легких, не работают должным образом.

«Мы можем создавать органоиды с реснитчатыми клетками, полученными от пациентов, а затем тестировать их на наличие лекарств, которые могли бы заставить эти реснитчатые клетки работать лучше», — сказал Ким. «Мы можем сделать органоиды из ИПСК, полученных из крови пациента, и протестировать эти специфические для пациента клетки легкого, даже не прибегая к биопсии. Возможности органоидов безграничны. Это очень захватывающее время для изучения легких».

Органоиды как терапевтические инструменты

Несколько команд в Гарварде и других местах пытаются придумать способы трансформации и трансплантации клеток или даже тканей, которые могли бы служить лекарством или средством лечения определенных заболеваний.

Так обстоит дело с ученым ИСКЧ Дэвидом Бро, доктором медицины, доктором философии, который вместе с другим исследователем ИСКЧ, Цяо Чжоу, доктором философии, добился новаторских достижений в преобразовании кишечных клеток в бета-клетки, продуцирующие инсулин. Их подход может привести к лечению диабета, большой проблемы общественного здравоохранения.

Диабет — это метаболическое заболевание, связанное с инсулином, гормоном, вырабатываемым поджелудочной железой, который позволяет нашим клеткам поглощать глюкозу из кровотока. Существует два типа диабета: тип 1, при котором иммунная система атакует бета-клетки, вырабатывающие инсулин; и тип 2, при котором клетки становятся устойчивыми к инсулину, поэтому его запаса в организме недостаточно для контроля уровня глюкозы в крови.

Бро и Чжоу разработали метод трансформации эпителиальных клеток кишечника в бета-клетки, продуцирующие инсулин, и протестировали свой метод на кишечных органоидах. Эта трансформация возможна, потому что эти клетки происходят из одного и того же региона во время развития и имеют много общих характеристик.

Они также смогли показать, что могут имплантировать матрицу, загруженную этими модифицированными клетками, продуцирующими инсулин, диабетической мыши, которая затем успешно регулирует уровень сахара в крови.

Breault делает еще один шаг вперед и намекает на возможность производства органоидов из иПС-клеток, полученных от пациентов, которые могут быть преобразованы в бета-подобные клетки, продуцирующие инсулин.

«Возможность создавать клетки-предшественники, специфичные для пациента, которые могут быть преобразованы в бета-клетки за один или два этапа, может представлять собой значительный прогресс в лечении диабета», — сказал Бро.

Революция в открытии лекарств

Не на каждый исследовательский вопрос нужно отвечать, используя сложные тканеподобные культуры, состоящие из разнообразных клеток.

Некоторым ученым нужны только определенные типы клеток, похожие друг на друга. Одним из примеров является процесс открытия лекарств, когда необходимо протестировать множество веществ на клетках, чтобы увидеть, как они работают.

На сегодняшний день для проведения таких тестов фармацевтическая промышленность полагалась на модели животных и линии клеток человека, которые мало похожи на нормальные или больные ткани. По словам члена Исполнительного комитета ИСКЧ Ли Рубина, доктора философии, это может быть одной из причин высокого уровня неудач клинических испытаний, что усугубляет высокую стоимость открытия нового лекарства — в среднем 2 миллиарда долларов за каждое новое лекарство, поступившее в аптеку.

Рубин считает, что использование человеческих клеток, а не животных моделей, может ускорить и повысить эффективность процесса открытия и разработки лекарств.

Лаборатория Рубина работает над сфероидами мозга, плотно населенными шарами нейронов, которые постоянно производят один или несколько типов клеток в больших количествах. Этот метод дает больше клеток и лучшего качества, чем традиционные плоские культуры на чашке. Это похоже на массовое производство, экономичный подход к культуре клеток.

Помимо развития из эмбриональных клеток, сфероиды также могут быть получены из собственных клеток пациента и помещены в биобанк клеток, специфичных для пациента. Сочетая такие биобанки с клиническими и геномными данными, можно разработать и протестировать индивидуальные планы лечения для каждого пациента. Этот подход также может позволить идентифицировать группы пациентов, которые лучше реагируют на одни виды лечения, чем на другие.

Возможность производить неограниченное количество тканей от каждого пациента также будет чрезвычайно полезно для изучения и лечения редких заболеваний, когда количество пациентов, на которых можно проводить исследования и тестировать лечение, ограничено. Это позволит исследователям проводить свои исследования в более широком масштабе, ускоряя прогресс в лечении этих часто недостаточно изученных заболеваний.

Органоиды: хорошие, плохие и красивые

Одним из самых увлекательных аспектов биологии является биология развития, то есть развитие организма от эмбриона до взрослой жизни. Для некоторых организмов это легко наблюдать под микроскопом, например, для элегантного эмбриона рыбки данио, который начинает дергать хвостом в возрасте 24 часов. У других организмов развитие скрыто, так как оно находится внутри матери, как и у нас. «Почему развитие имеет отношение к раку?» — спросите вы. Что ж, оказывается, рак зашкалил. И именно поэтому сегодня я хочу представить вам золотую середину, позволяющую визуализировать развитие органов человека. Войдите в ОРГАНОИД.

Суперзвезда через миниатюрные органы

Этот термин был придуман в Нидерландах около 10 лет назад профессором Хансом Клеверсом, который уже тогда был важным исследователем в области исследования стволовых клеток ¹ . Его работа над органоидами превратила его в международную суперзвезду, и я не мог не чувствовать себя немного взволнованным, когда пару дней назад увидел его в вестибюле Института Хубрехта. Институт Хубрехта находится в Утрехте, Нидерланды, и это прекрасное место, которое фокусируется на вопросах биологии развития.

Органоиды — это миниатюрные органы, повторяющие функции органа, из которого они происходят. Их можно вырастить из небольшого количества материала, биопсии, а можно расширить навсегда. Список выращенных органоидов длинный: тонкая кишка, толстая кишка, желудок, молочная железа, поджелудочная железа, простата, яичник, слюнная железа, внутреннее ухо, глаз, нос, легкие, печень… даже мозг! Это означает, что если вам удастся сотрудничать с клиницистом (и получить одобрение этики), вы потенциально сможете выращивать человеческие мини-органы органа по вашему выбору в кратчайшие сроки. Теперь для тех из вас, у кого нет доступа к биоптатам человека, вы также можете вырастить их из препарированных мышей.

Исторический фон

Конечно, это не первый опыт выращивания человеческого материала в лаборатории. Помните клетки HeLa, созданные в 1950-х годах? Это не первый случай, когда биологический материал выращивают в трех измерениях (3D). Предшественник органоидов восходит к 1906 году, когда был разработан метод висячей капли. Этот метод, изначально использовавшийся для изучения бактерий, позволяет клеткам расти, не растекаясь по чашке, а также избегая испарения капли. Я предполагаю, что революция на этот раз заключается в том, что это человеческий материал, который можно бесконечно расширять в 3D. И тот факт, что они выращены в трех измерениях, позволяет клеткам организовать себя таким же образом, как и в организме, in vivo . Я знаю, о чем ты думаешь. Как насчет мышей? Я вам скажу — мышь не человек.

Преимущества выращивания человеческого материала

Существуют разные причины для проведения исследований. Я занимаюсь исследованиями, потому что меня интересует здоровье человека. Другие занимаются исследованиями, потому что интересуются здоровьем животных. Таким образом, в зависимости от биологического вопроса, который вы пытаетесь решить, вам необходимо тщательно продумать, какая модель подходит для вашего исследования. Некоторые заболевания, например, плохо моделируются у мышей. Очевидно, что эксперименты на людях невозможны, поэтому выращивание человеческого материала, такого как органоиды, дает огромные преимущества в моделировании болезней.

Хорошее

Органоиды обладают огромным потенциалом для применения в области здоровья человека. Их можно использовать для регенеративной медицины , так как вы можете получить человеческий материал из этой маленькой биопсии. И усиление — не маленькая победа: это означает, что вы можете биобанкировать их, замораживать, размораживать, а поскольку их можно расширять бесконечно, у вас не закончится материал, как в обычной системе биобанкирования.

Стволовые клетки

Почему их можно размножать? Причина в стволовых клетках. Стволовые клетки невероятны, и при правильном наборе сигналов роста они могут дать начало всем типам клеток в данном органе. Мы говорим здесь не об эмбриональных стволовых клетках, а скорее о взрослых стволовых клетках, которые можно найти во всех ваших органах. Они существуют для того, чтобы, если ваш орган был поврежден, стволовые клетки могли помочь вам и восстановить повреждение.

Как вы, наверное, слышали, в этом отношении наши органы не равны. Некоторые органы регенерируют гораздо больше, чем другие, и в целом верно сказать, что млекопитающие регенерируют очень мало по сравнению с другими видами. В отличие от нас, рыбки данио способны регенерировать большинство своих тканей и органов — спинной мозг, сердце, плавники, структуры внутреннего уха, сетчатку, почки, печень и даже мозг. Мы: мы можем регенерировать кишечник, кровь и кожу.

При этом в других органах все еще есть стволовые клетки, которые можно активировать в случае повреждения. На практике это означает, что биопсия любого органа вашего тела будет содержать несколько взрослых стволовых клеток, которые будут делиться и дифференцироваться в миниатюрную версию органа. А если это не сработает, вы можете перепрограммировать клетки крови пациента в стволовые клетки, которые в данном случае называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК), а затем дифференцировать их в выбранный вами органоид.

 

Рисунок (слева):
Органоиды толстой кишки содержат стволовые клетки (зеленые), а также другие типы клеток, из которых состоит толстая кишка: энтероциты (белые), энтероэндокринные клетки (желтые), трансамплифицирующие клетки (синие), бокаловидные клетки (с красными гранулами) и клетки Панета (оранжевые).

Иллюстрация: Виола Лоберт

 

 

 

 

Разработка лекарств

Органоиды также можно использовать для разработки лекарств. Вы, наверное, слышали, как дорого обходится разработка нового лекарства (около 2 миллиардов долларов), и это отчасти связано с тем, что модели, используемые для разработки лекарств, не могут предсказать токсичность лекарства для человека. Органоиды, очевидно, более трудоемки для культивирования, чем клетки, выращенные на пластике, или кормление мышей, содержащихся в неволе. Но разве фармацевтические компании не сэкономили бы в конечном итоге много тяжелой работы и немного долларов, если бы использовали более подходящую модель?

Меньше испытаний на животных

Еще одним интересным следствием этой технологии является сокращение испытаний на животных. Если мы сможем использовать органоиды для тестирования новых лекарств, мы не будем так же нуждаться в мышах. Ксенотрансплантаты клеточной линии в настоящее время являются стандартом для доклинических исследований , а поскольку органоиды очень малы (от диаметра волоса до нескольких миллиметров в случае органоидов головного мозга) и растут очень быстро, сотни лекарств могут быть использованы. тестировали одновременно в одной маленькой чашке в инкубаторе. Теперь это значительно эффективнее, чем содержание в доме для животных тысяч мышей. И это даже не говоря о различиях мыши и человека, упомянутых ранее.

Рак и муковисцидоз

При этом клинических применений, хотя и кажущихся безграничными, для большинства заболеваний нет. Проблема, конечно, в том, что некоторые болезни, такие как рак, чрезвычайно сложны. На данный момент есть только один пример использования органоидов в клинических условиях: муковисцидоз. Одна из причин, по которой это работает при муковисцидозе, заключается в том, что здесь мутирует только один ген: ионный канал CFTR (напротив, опухоль имеет много генетических мутаций, что затрудняет надлежащее нацеливание на опухолевые клетки).

Исследование муковисцидоза с использованием органоидов проводится лабораторией, которую я сейчас посещаю. Джеффри Бикман, профессор Центра регенеративной медицины в Утрехте (в том же здании, что и Хабрехт, где работает Клеверс), разработал анализ, который может предсказать, подействует ли лекарство на пациента или нет ² . Его команда выращивает органоиды пациентов с муковисцидозом — пациентов с редкой мутацией гена CFTR, для которых препарат выбора неизвестен. Они помещают органоиды с лекарствами и используют микроскоп, чтобы контролировать, могут ли органоиды набухать или нет. Если органоиды набухают, значит, функция CFTR восстанавливается, и пациент получит положительный эффект от применения именно этого препарата (обычно параллельно тестируют несколько разрешенных препаратов). Затем на основании результатов, полученных в лаборатории, вступает в действие страховая компания, и пациент может начать принимать лекарство. Если опухоль не работает, то они знают, что нет смысла использовать этот конкретный препарат. Замечательно, не так ли?

Так почему же это дает надежду больным раком? Недавно органоиды привлекли большое внимание, потому что они предсказывают реакцию пациента с колоректальным раком на химиотерапию ³ . Это, конечно, имеет прекрасные последствия для пациента. Поскольку химиотерапия действует на одних пациентов (респондеров), но не на других (нереспондеров), и имеет серьезные побочные эффекты, это означает, что нереспондеры могут избежать ненужного лечения.

Еще одна замечательная новость: эта прогностическая способность не ограничивается химиотерапией. Одно исследование ⁴  непосредственно сравнили органоиды, полученные от пациентов, выращенные из опухолей, которые лечили различными противоопухолевыми препаратами, нацеленными на различные пути, которые не регулируются при раке, и сравнили, как пациенты реагировали на эти же самые препараты. Было полное совпадение. Это было для рака желудочно-кишечного тракта, поэтому еще неизвестно, относится ли это также к другим видам рака.

Вы можете понять, почему будущее кажется светлым: время, когда органоиды можно будет выращивать у пациента, проверять на правильное лекарство, и пациент будет принимать это лекарство. Это выводит персонализированную медицину на новый уровень . Таким образом, пока нет установленного конвейера с использованием органоидов для лечения рака, похоже, что мы приближаемся к этому.

Плохое

Честно говоря, я изо всех сил пытаюсь найти плохое. Однако я знаю ограничения моей модели. Хотя органоиды содержат все типы клеток органа и структуру, аналогичную интересующему органу, в них отсутствуют кровеносные сосуды, иммунная система и нервная система. И они зависят от матригеля. Matrigel представляет собой желеобразную белковую смесь, состоящую из компонентов внеклеточного матрикса, имитирующую среду, окружающую ткань. Он сделан из клеток саркомы мышей, и, поскольку это биологический материал, существуют партии вариаций, что означает внесение вариаций в ваши эксперименты.

Другие ограничения включают изменения размера органоидных культур. Те из нас, кто выращивал органоиды, знают, что одни из них маленькие, другие большие, даже если они соседи по одной капле матригеля. Это может быть связано с разным количеством стволовых клеток в одной крипте, но также может быть связано с матригелем или их положением в капле матригеля, что может повлиять на их способность получать питательные вещества из покрывающей среды.

Компании разрабатывают гидрогели, не содержащие матригеля, и я связался с Prellis Biologics, которые обещают луну. Однако в опубликованной литературе до сих пор не было ничего лучше или дешевле матригеля.

Красивые

Они прекрасны. Поскольку они маленькие, мы можем полностью отобразить их (даже если иногда это занимает всю ночь) и получить изображения с высоким разрешением. Мне посчастливилось получить в прошлом году одну из моих фотографий в журнале The Scientist. Мы не смогли бы получить изображения с таким высоким разрешением после вскрытия кишечника мыши, заливки его парафином , разрезания и окрашивания.

Обычно в данном случае используется метод иммуногистохимии, который, хотя и является информативным при наличии больших различий в уровнях белка между образцами, не дает хорошего представления о субклеточной локализации. В нашем отделении мы регулярно используем конфокальную микроскопию, и в представленном здесь органоиде я использовал микроскопию Airyscan со сверхвысоким разрешением.

Разве вы не согласны с тем, что биология прекрасна, и разве вы не ожидали, что мини-ободочная и мини-тонкая кишки будут столь изысканно организованы? Я каждый раз удивляюсь.

Сейчас я сижу в том же здании, что и человек, который все это затеял. Идет дождь. Но мне все равно, потому что сегодня позже я буду больше работать над человеческими органоидами в органоидной столице мира. Здесь почти все исследовательские группы работают над органоидами. Вопросы разные, а модели одинаковые, а значит, методология движется с невероятной скоростью.

Теперь ты знаешь. Органы больше не растут только внутри эмбриона. Их можно выращивать в лаборатории, и вы узнали о хорошем, плохом и прекрасном.

Глоссарий

Регенеративная медицина : отрасль медицины, целью которой является замена поврежденных или больных тканей и органов для восстановления нормальной функции.

Ксенотрансплантаты : трансплантат от донора вида, отличного от вида реципиента. В этом случае клетки человека пересаживают мышам с ослабленным иммунитетом.

Доклинические исследования : исследования по оценке безопасности лекарств/процедур, проводимые до начала клинических испытаний на людях.

Персонализированная медицина : медицина, использующая гены/белки пациента для профилактики, диагностики или лечения заболеваний.

Парафин : используется для заливки тканей, что позволяет нарезать их тонкими срезами и окрашивать для гистологического исследования.

Хотите узнать больше?

Информационное видео о моем исследовании

Лекции iBiology Ханса Клеверса

Проект HIT-CF Europe

 

Примечания:

1.            Sato T, Vries RG, Snippert H Дж. и др. Отдельные стволовые клетки Lgr5 строят структуры крипт-ворсинок in vitro без мезенхимальной ниши. Природа. 14 мая 2009 г.;459(7244):262-265.

2.          Dekkers JF, Wiegerinck CL, de Jonge HR, et al.