A bridge between development and engineering: creating liver organoids from human induced pluripotent stem cells

08/11/2024

A doença hepática é uma das principais causas de morte no mundo, levando à morte cerca de 2 milhões de pessoas por ano. As terapias existentes incluem o transplante de fígado, no entanto, a escassez de doadores de órgãos continua a ser um dos grandes desafios a ultrapassar. Além disso, o desenvolvimento de novas terapias tem sido limitado pela falta de modelos in vitro que mimetizem a fisiologia hepática in vivo. Assim, o desenvolvimento de novas tecnologias, como organoides hepáticos derivados de células estaminais pluripotentes induzidas de humanos (hiPSCs), representam uma ferramenta promissora para as terapias celulares, para a modelação de doenças e para a descoberta de novos medicamentos. Contudo, os métodos atuais para gerar organoides hepáticos a partir de hiPSCs são trabalhosos e dão origem a estruturas com complexidade limitada. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de cultura capaz de gerar organoides de divertículo hepático com maior complexidade e vascularização. Ao integrar gradientes de activina A para direcionar padrões espaciais, foi possível recriar não apenas a diversidade dos tipos celulares que constituem o divertículo hepático humano durante o desenvolvimento, mas também eventos chave da organogénese do fígado. Desta forma, este trabalho fornece uma plataforma adequada para o estudo do desenvolvimento do fígado e fomenta a investigação em áreas emergentes como a modelação de doenças e o rastreio de fármacos com base em organoides derivados de hiPSCs. Liver disease is one of the main causes of death worldwide, leading to the death of approximately 2 million people per year. Current therapies include orthotopic liver transplantation, however, donor organ shortage remains a great challenge. In addition, the development of novel therapeutics has been limited due to the lack of in vitro models that mimic in vivo liver physiology. Accordingly, the development of new culture systems such as liver organoids derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), represent a promising tool for liver cell therapy, disease modelling, and drug discovery. Still, current methods to generate liver organoids from hiPSCs are laborious and give rise to structures with limited complexity. In this work it was developed a culture system that is able to generate liver bud organoids with increased complexity and vascularization. By integrating activin A gradients to direct spatial patterning, it was possible to recreate not only the diversity of cell types that constitute the human liver bud during development, but also key events of liver organogenesis. Therefore, this work provides a suitable platform to study liver development and to explore the emerging fields of disease modeling and drug screening based on hiPSCderived organoids.

Autores da comunidade :

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  J

  João Pedro Brinquete Cotovio

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Orientadores desta instituição:

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  T

  Tiago Paulo Gonçalves Fernandes

  ist147740

101806647

Doutoramento em Bioengenharia

industrial-biotechnology - Biotecnologia Industrial

Palavras-chave

• pluripotent stem cells
• hepatic differentiation
• liver organoids
• activin A
• morphogenesis células estaminais pluripotentes
• diferenciação hepática
• organoides hepáticos
• activina A
• morfogénese

eng - Inglês

Instituto Superior Técnico

Entidade financiadora da bolsa/projeto

Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Identificador da Entidade Financiadora: https://doi.org/10.13039/501100001871

Tipo de identificador da Entidade Financiadora: Crossref Funder