Progenitores derivados de iPS humanos diseñados mediante bioingeniería en organoides hepáticos utilizando un andamio de poli (etilenglicol) de cristal coloidal invertido.

La generación de organoides humanos a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) ofrece posibilidades interesantes para la biología del desarrollo, el modelado de enfermedades y la terapia celular. Los avances significativos hacia esos objetivos se han visto obstaculizados por la dependencia de matrices derivadas de animales (por ejemplo, Matrigel), líneas celulares inmortalizadas y estructuras resultantes que son difíciles de controlar o escalar. Para abordar estos desafíos, nos propusimos desarrollar una plataforma organoide hepática completamente definida utilizando cristal coloide invertido (ICC) cuyas propiedades mecánicas tridimensionales podrían diseñarse para recapitular el nicho extracelular detectado por los progenitores hepáticos durante el desarrollo humano. Los progenitores hepáticos (IH) derivados de iPSC formaron organoides de manera más óptima en andamios ICC construidos con poros de 3 mm de diámetro recubiertos con colágeno tipo I en un proceso de dos pasos que imita la formación de yemas hepáticas. Los organoides resultantes estaban más cerca del tejido adulto, en comparación con los controles 140D y 2D, con respecto a la morfología, la expresión genética, la secreción de proteínas, el metabolismo de los fármacos y la infección viral y podían integrarse, vascularizarse y funcionar después de su implantación en hígados de ratones inmunodeficientes. El interrogatorio preliminar de los mecanismos subyacentes destacó la importancia de las vías de señalización de TGFbeta y hedgehog. La combinación de relevancia funcional con propiedades mecánicas ajustables nos lleva a proponer que esta plataforma de bioingeniería sea ideal para una variedad de futuras aplicaciones mecanicistas y clínicas relacionadas con organoides.