研究人员开发出自动化培养肺器官样体的方法，使这一过程更加高效。
器官样体是由包含与完整器官相同细胞类型的细胞簇组成，对医学研究具有巨大潜力，但其制作通常需要大量复杂的精细手工操作。现在，科学家们发现了一种简单、自动化的批量生产器官样体的方法，使用装满含氧培养基并持续搅拌的容器。这些器官样体作为比细胞系更接近真实肺部的模型，可以为测试新的肺部疾病治疗方法提供更有效的方式。如果使用患者自身细胞制作，甚至可以在实际尝试治疗前测试疗效。
一个科学家团队开发了一种简单的自动化肺器官样体制造方法，该方法可能彻底改变肺部疾病治疗方法的研发。这些器官样体是包含真实肺部细胞的微型结构，可用于更有效地测试早期实验药物，无需使用动物材料。未来，患者甚至可以使用自身组织培养的个性化器官样体，提前尝试潜在的治疗方法。
"目前最好的结果——很简单——就是它有效，"《生物工程与生物技术前沿》文章的第一作者、德国杜伊斯堡-埃森大学的戴安娜·克莱因表示。"这意味着原则上可以使用自动化流程生产肺器官样体。这些复杂结构比传统细胞系更能代表体内情况，因此是优秀的疾病模型。"
克莱因评论道："下一步，器官样体还可以用于通过高通量方法测试潜在治疗方法。哪些有效，浓度是多少？这可以加速为患者开发特定药物。此外，器官样体还可用于预测患者对放射治疗或其他潜在治疗的特异性反应。"
干细胞大显身手
寻找更好的肺部疾病治疗方法将拯救全球数百万人的生命。但肺部结构复杂，在实验室中难以建模，以便快速有效地测试治疗方法。肺器官样体是研究的一个有前景的选择，但到目前为止，它们需要太多繁琐的手工工作，无法用于临床前医学测试。
"你从起始细胞开始，我们这里用的是干细胞，然后进行增殖——细胞在合适的塑料培养皿中生长，"克莱因解释道。"一旦细胞生长足够，你就将它们从塑料培养皿上分离，并'激活'细胞形成小的细胞聚集体。我们通过将一定数量的细胞放入抗粘附培养皿中来实现这一点。然后细胞会漂浮在一起形成胚胎体。这些结构随后会接受各种生长因子处理，这些因子通常存在于肺部或肺部发育过程中。在这些物质存在的情况下，细胞会转化为肺部发现的各种细胞类型。"
科学家们将他们的胚胎体放入一个含有合适培养基的特殊容器中，该容器具有持续搅拌的膜。他们还在传统培养板上手工培养了一组对照器官样体。器官样体在容器中停留了四周，然后使用显微镜、免疫荧光、免疫组织化学和RNA测序进行分析，以观察器官样体的发育情况、形成的细胞类型以及与传统培养的器官样体的可比性。
分析证实，两组器官样体都发育出了科学家们寻找的代表气道和肺泡的肺样结构，RNA测序显示它们发育出了特征性的上皮和间充质肺细胞。两组发育出的细胞类型相同，尽管比例略有不同——例如，手工生成的肺器官样体含有更多的肺泡细胞。生物反应器中发育的器官样体似乎更大，肺泡球体更少。
微型肺部最大化研究？
生物反应器能够一次生产更多器官样体，且手工工作更少，这对肺部疾病研究来说可能是变革性的。然而，需要进行更多测试来确定器官样体发育的最佳条件，并且器官样体本身需要改进，以更好地模拟体内的实际情况。
"器官样体还不能完全重现肺部细胞组成，"克莱因解释道。"对于'大局观'来说，一些细胞仍然缺失，例如浸润的免疫细胞和血管。但器官样体本身显示出非常好的细支气管和肺泡结构！我们显然没有血流，这意味着条件相对静态。但对于以患者为导向的筛选平台，如果能获得关于特定治疗过程中细胞命运的重要见解，这可能不是必需的。这些系统可能还不及整个生物体复杂，但它们是基于人类的——我们拥有在患者中发现的细胞。"
"仍有很大的优化空间，"克莱因补充道。"我们需要稳健且可扩展的大规模器官样体生产协议。这需要仔细考虑生物反应器设计、要使用的细胞类型以及器官样体培养的条件。但我们正在努力！"
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