NAUKOWCY NAJPIERW TWORZĄ LUDZKI PRZEŁYK W KOMóRKACH MACIERZYSTYCH

Po raz pierwszy naukowcom udało się stworzyć w laboratorium ludzki przełyk. Może to utorować drogę nowym, regeneracyjnym zabiegom.

Przełyk biegnie od gardła do żołądka.

Przełyk to rurka mięśniowa, która przesuwa pokarm i płyny, które spożywamy z gardeł aż do żołądków.

Narząd ten składa się z różnych rodzajów tkanek, w tym mięśni, tkanki łącznej i błony śluzowej.

Naukowcy z Cincinnati Children’s Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) w Ohio sztucznie wyhodowali te tkanki w laboratorium przy użyciu pluripotencjalnych komórek macierzystych lub komórek macierzystych, które mogą przybierać dowolną formę i tworzyć dowolną tkankę w organizmie.

Zespół - kierowany przez dr Jima Wellsa, głównego pracownika naukowego w CuSTOM - wyhodował w laboratorium w pełni uformowane ludzkie przełyki i szczegółowo opisał swoje odkrycia w artykule opublikowanym w czasopiśmie. Komórka Macierzysta.

Według ich wiedzy jest to pierwszy raz, kiedy dokonano takiego wyczynu przy użyciu wyłącznie pluripotencjalnych komórek macierzystych.

Organoidy przełyku hodowane w laboratorium mogą pomóc w leczeniu szeregu schorzeń, takich jak rak przełyku i choroba refluksowa przełyku (GERD).

Mogą również pomóc w leczeniu rzadszych chorób wrodzonych, takich jak zarośnięcie przełyku (stan, w którym górna część przełyku nie łączy się z dolnym przełykiem) i achalazja przełyku (w której przełyk nie kurczy się i nie może przepuszczać pokarmu).

Według ostatnich szacunków GERD - znany również jako refluks żołądkowy - dotyka około 20 procent populacji Stanów Zjednoczonych. W 2018 roku ponad 17 000 osób w USA zachoruje na raka przełyku.

Jak wyjaśniają Wells i zespół w swoim artykule, posiadanie w pełni funkcjonalnego modelu ludzkiego przełyku - w postaci organoidu wyhodowanego w laboratorium - przyczynia się do lepszego zrozumienia tych chorób.

Odkrycia mogą również przełożyć się na lepsze metody leczenia z wykorzystaniem medycyny regeneracyjnej.

Kluczowe białko pomaga naukowcom rozwijać przełyk

Kiedy próbowali utworzyć organoidy, Wells i zespół skupili się na białku zwanym Sox2 i genie, który je koduje. Wcześniejsze badania wykazały, że zakłócenia w tym białku prowadzą do szeregu schorzeń przełyku.

Naukowcy wyhodowali ludzkie komórki tkankowe, a także komórki z tkanek myszy i żab, aby dokładniej zbadać rolę Sox2 w rozwoju embrionalnym przełyku.

Zespół ujawnił, że Sox2 napędza tworzenie się komórek przełyku, hamując inny szlak genetyczny, który „mówi” komórkom macierzystym, aby zamiast tego uformowały się w komórki oddechowe.

Chcieli również zbadać skutki pozbawienia Sox2 na tych kluczowych etapach rozwoju. Eksperyment wykazał, że utrata Sox2 spowodowała u myszy postać atrezji przełyku.

Wreszcie udało im się stworzyć organoidy przełyku o długości 300–800 mikrometrów po 2 miesiącach. Następnie naukowcy przetestowali skład tkanek wyhodowanych w laboratorium i porównali go ze składem ludzkiej tkanki przełyku uzyskanej z biopsji.

Wells i zespół donoszą, że oba typy tkanek miały bardzo podobny skład. Wells komentuje kliniczne znaczenie organoidów, mówiąc:

„Oprócz tego, że są nowym modelem do badania wad wrodzonych, takich jak atrezja przełyku, organoidy mogą być wykorzystywane do badania chorób, takich jak eozynofilowe zapalenie przełyku i metaplazja Barretta, lub do genetycznie dopasowanej tkanki przełyku przez bioinżyniera dla poszczególnych pacjentów”.