最近，分子工程的一项进展允许对类器官的生长进行精准控制。这种方法利用从特定折叠的DNA制成的微珠，在组织结构内释放必需的生长因子和信号分子。因此，所产生的类器官比以往的模型更加复杂，更好地模拟实际组织，并展现出更准确的细胞组成。来自“按需制造三维物质”卓越集群的跨学科研究团队，涉及海德堡大学生物学研究中心、海德堡大学分子生物中心、大学生物量子中心和海德堡马克斯·普朗克医学研究所的研究人员，创造了这一创新技术。
类器官是由干细胞制成的小型类器官样结构，类似实际组织。它们在基础研究中具有重要价值，有助于深入了解人类发展和研究疾病进展。海德堡大学生物学研究中心的医学科学家Cassian Afting博士表示：“以前，无法管理这些组织结构的内部生长。”海德堡大学分子生物中心（ZMBH）和马克斯·普朗克医学研究所的生物技术博士生Tobias Walther补充道：“通过我们的新技术，我们可以准确控制关键发育信号何时以及在哪里在扩展组织中释放。”
这一生物学家、医生、物理学家和材料科学家共同合作的团队开发了能够携带蛋白质或其他分子的小型DNA珠子。这些微珠被引入类器官中，并在暴露于紫外线时释放其内容物。该方法允许在发育组织的特定时间和地点控制释放生长因子和其他信号分子。
研究人员通过仔细插入含有Wnt信号分子的微珠到日本稻鱼medaka的视网膜类器官中进行了实验。这标志着他们第一次能够鼓励形成视网膜外层的视网膜色素上皮细胞与神经视网膜组织一起发育。以前，向培养基中添加Wnt会促进色素细胞的形成，但抑制神经视网膜的生长。ZMBH和马克斯·普朗克医学研究所的合成生物学研究员Kerstin Göpfrich教授解释道：“信号分子的定向释放使我们能够实现更准确的细胞类型混合，与传统细胞培养相比，更贴近鱼眼中的自然细胞组成。”
研究人员表示，DNA微珠可以轻松修改，以便运输不同培养组织中的各种信号分子。共同领导研究的Joachim Wittbrodt教授与Göpfrich教授表示：“这为工程师制造更复杂和有序的类器官开辟了新的途径。”他进一步指出，先进的类器官模型可能会增强对人类发展和疾病的研究，可能改善基于类器官的药物发现。
这一更复杂类器官的制作新方法是在“按需制造三维物质”卓越集群内开发的，这是海德堡大学和卡尔斯鲁厄理工学院的联合倡议。该研究获得了欧洲研究委员会（ERC）的支持，通过授予Kerstin Göpfrich的ERC起步资助以及德国研究基金会的资金。研究成果发表在期刊《自然纳米技术》上。
