Organoizi funcționali generați direct din țesut adipos uman adult

Un studiu realizat la Shanghai Ninth People’s Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine și publicat în revista Engineering în octombrie 2025 a analizat posibilitatea generării directe de organoizi funcționali din țesut adipos uman adult, fără izolarea celulelor stem sau manipulări genetice. Cercetarea arată că țesutul adipos poate reprezenta o sursă sigură, scalabilă și clinic viabilă pentru terapii regenerative bazate pe organoizi.

Context

Organoizii reprezintă structuri tridimensionale care reproduc parțial arhitectura și funcțiile organelor umane și sunt utilizați pe scară largă în cercetarea dezvoltării, modelarea bolilor și testarea terapiilor personalizate. În prezent, majoritatea strategiilor de generare a organoizilor se bazează pe celule stem pluripotente sau pe celule stem adulte izolate, implicând etape laborioase de disociere celulară, expansiune in vitro și, uneori, modificare genetică. Aceste abordări ridică probleme de siguranță, cost, scalabilitate și aplicabilitate clinică.

Țesuturile adulte conțin însă nișe endogene de celule stem adulte, menținute de interacțiuni complexe cu matricea extracelulară, factori de creștere și semnale mecanice. Dovezi recente indică faptul că aceste celule pot manifesta o plasticitate mai mare decât se credea anterior, inclusiv capacitatea de transdiferențiere între foi embrionare diferite. În acest context, exploatarea directă a țesuturilor adulte intacte, fără trecerea prin stadii celulare intermediare artificiale, ar putea depăși limitările actuale ale ingineriei tisulare.

Despre studiul actual

Design și metodologie

Cercetarea a utilizat țesut adipos subcutanat uman adult recoltat de la persoane cu vârste între 20 și 50 de ani, supuse intervențiilor de liposucție. Indicele de masă corporală al donatorilor a variat între 19,9 și 36,7 kg/m², acoperind intervalul de la normoponderal la obezitate. Țesutul a fost procesat exclusiv prin metode mecanice (spălare, fragmentare și emulsificare), obținându-se așa-numitul microfat.

Microfatul a fost cultivat într-un sistem de cultură în suspensie, pe plăci cu aderență ultra-redusă, timp de trei săptămâni, fără disociere în celule individuale. În acest interval, fragmentele tisulare s-au auto-reagregat spontan, formând structuri compacte denumite reaggregated microfat (RMF). Ulterior, acestea au fost standardizate sub formă de pelete sferice cu diametrul de 4 mm sau 1 mm, în funcție de aplicația ulterioară.

Caracterizarea RMF

Analizele histologice și microscopice au arătat:

• creșterea progresivă a densității celulare,

• predominanța celulelor cu morfologie fibroblast-like,

• proliferare activă, evidențiată prin expresia Ki67,

• remodelarea matricei extracelulare, cu creșterea expresiei lamininei și fibronectinei, componente-cheie ale nișelor stem.

Fiecare pelet RMF de 4 mm conținea în medie 5,92 × 10⁴ celule viabile. Analiza prin citometrie în flux a evidențiat o compoziție complexă: aproximativ 66,1% celule stem mezenchimale, 11,15% pericite și 5,95% celule progenitoare endoteliale, proporții considerate favorabile regenerării tisulare.

Secvențierea ARN la nivel unicelular a confirmat că RMF păstrează o semnătură transcriptomică mai apropiată de țesutul adipos nativ decât celulele stem adipose expandate convențional în cultură bidimensională, indicând conservarea caracteristicilor biologice native.

Rezultate

Organoizi de măduvă osoasă (linia mezodermală)

RMF a fost diferențiat in vitro către un fenotip condrogen hipertrofic, urmat de implantare subcutanată la șoareci imunodeficienți. După 12 săptămâni, structurile rezultate au evoluat prin osificare endocondrală în organoizi de măduvă osoasă umanizați.

Acești organoizi au prezentat:

• corticală osoasă și os trabecular,

• nișe endosteale și perivasculare funcționale,

• vase de tip sinusoidal și arteriole,

• producție medie de 4,75 × 10⁶ celule medulare per organoid.

După transplant de celule CD34 pozitive din sânge ombilical uman, organoizii au susținut hematopoieza umană normală, cu rate de grefare de 30,72% la 8 săptămâni și 67,12% la 16 săptămâni, semnificativ superioare măduvei osoase murine native. S-a demonstrat și capacitatea de auto-reînnoire prin transplant secundar.

Organoizi pancreatici producători de insulină (linia endodermală)

Pelete RMF de 1 mm, cu densitate celulară crescută, au fost supuse unui protocol de diferențiere în patru etape, imitând dezvoltarea pancreatică fiziologică. La final, fiecare organoid conținea aproximativ 1,94 × 10⁴ celule viabile, dintre care în medie ~3000 celule pozitive pentru insulină și NKX6.1.

Funcționalitatea a fost demonstrată prin:

• secreție bazală scăzută de insulină,

• creștere de 3,14 ori a secreției la stimulare cu glucoză,

• prezența granulelor de insulină mature și imature la microscopie electronică.

După transplant sub capsula renală la șoareci cu diabet indus prin streptozotocină, organoizii au:

• normalizat glicemia în aproximativ două săptămâni,

• menținut euglicemia până la nefrectomie,

• determinat reapariția hiperglicemiei imediat după îndepărtarea grefei, confirmând eficacitatea funcțională.

Țesuturi neuronale și neurogliale (linia ectodermală)

RMF a fost diferențiat in vitro către structuri cu fenotip de celule stem neurale, urmate de maturare neuronală și glială. S-a demonstrat expresia markerilor:

• Nestin, SOX2, PAX6 în stadiul stem,

• TUJ1, MAP2, NeuN pentru neuroni maturi,

• GFAP și S100β pentru celule gliale.

Aceste rezultate confirmă capacitatea RMF de a genera țesuturi cu caracteristici ectodermale, deși funcționalitatea electrofiziologică nu a fost evaluată în acest studiu.

Concluzii

Studiul demonstrează că țesutul adipos uman adult, procesat minim și cultivat la nivel tisular, poate genera organoizi funcționali derivați din toate cele trei foi embrionare. Prin evitarea izolării celulare, expansiunii prelungite și manipulărilor genetice, această strategie reduce riscurile de instabilitate genomică și crește potențialul de aplicare clinică.

Organoizii obținuți au demonstrat funcționalitate in vivo, capacitate de integrare vasculară rapidă și un profil de siguranță favorabil, fără dovezi de tumorigenicitate. În ansamblu, rezultatele susțin ideea că țesutul adipos reprezintă o platformă regenerativă autologă, abundentă și versatilă, cu aplicații majore în medicina regenerativă, modelarea bolilor și dezvoltarea terapiilor celulare de nouă generație.