Вчені спочатку створюють стравохід людини в стовбурових клітинах
Вперше дослідникам вдалося створити стравохід людини в лабораторії. Це може відкрити шлях для нових регенеративних процедур.
Стравохід - це м’язова трубка, яка переміщує їжу та рідини, які ми вживаємо з горла, аж до шлунку.
Цей орган складається з різних типів тканин, включаючи м’язи, сполучну тканину та слизову оболонку.
Вчені з дитячого центру Цинциннаті з медицини стовбурових клітин та органоїдів (CuSTOM) в штаті Огайо штучно виростили ці тканини в лабораторії, використовуючи плюрипотентні стовбурові клітини, або стовбурові клітини, які можуть приймати будь-яку форму та створювати будь-яку тканину в організмі.
Команда, яку очолював доктор філософії Джим Уеллс, головний науковий керівник CuSTOM, вирощувала повністю сформовані людські стравоходи в лабораторії та детально викладала свої результати у статті, опублікованій у журналі Клітинна стовбурова клітина.
Наскільки їм відомо, такий подвиг досягнуто вперше за допомогою лише плюрипотентних стовбурових клітин.
Органічні речовини стравоходу, вирощені в лабораторіях, можуть допомогти лікувати цілий ряд захворювань, таких як рак стравоходу та гастроезофагеальна рефлюксна хвороба (ГЕРХ).
Вони також можуть допомогти лікувати більш рідкісні вроджені захворювання, такі як атрезія стравоходу (стан, при якому верхня частина стравоходу не з’єднується з нижнім відділом стравоходу) та ахалазія стравоходу (де стравохід не стискається і тому не може пропускати їжу).
За останніми підрахунками, ГЕРХ - також відомий як кислотний рефлюкс - вражає близько 20 відсотків населення Сполучених Штатів. У 2018 році понад 17 000 людей у США захворіють на рак стравоходу.
Як пояснюють Уеллс та команда у своїй роботі, наявність повністю функціональної моделі стравоходу людини - у формі органоїду, вирощеного в лабораторії - сприяє кращому розумінню цих захворювань.
Отримані дані також можуть призвести до кращого лікування за допомогою регенеративної медицини.
Ключовий білок допомагає вченим вирощувати стравохід
Коли вони намагалися сформувати органоїди, Уеллс та команда зосередилися на білку, який називається Sox2, і гені, який його кодує. Попередні дослідження показали, що порушення цього білка призводить до ряду захворювань стравоходу.
Вчені культивували клітини людської тканини, а також клітини тканин мишей та жаб, щоб більш уважно вивчити роль Sox2 у ембріональному розвитку стравоходу.
Команда виявила, що Sox2 керує утворенням клітин стравоходу, інгібуючи інший генетичний шлях, який би "наказував" стовбуровим клітинам формуватися натомість у дихальні клітини.
Вони також хотіли вивчити наслідки депривації Sox2 на цих ключових стадіях розвитку. Експеримент показав, що втрата Sox2 призвела до форми атрезії стравоходу у мишей.
Нарешті, їм вдалося створити органоїди стравоходу, довжина яких становила 300–800 мікрометрів за 2 місяці. Потім вчені протестували склад тканин, вирощених у лабораторії, і порівняли його зі складом тканини стравоходу людини, отриманої в результаті біоптатів.
Уеллз та команда повідомляють, що два типи тканин мали дуже подібний склад. Уеллс коментує клінічне значення органоїдів, кажучи:
"Окрім нової моделі для вивчення вроджених дефектів, таких як атрезія стравоходу, органоїди можуть бути використані для вивчення таких захворювань, як еозинофільний езофагіт та метаплазія Баррета, або для біоінженерної генетично узгодженої тканини стравоходу для окремих пацієнтів".
"Порушення роботи стравоходу і трахеї досить поширені серед людей, що органоїдні моделі стравоходу людини можуть бути дуже корисними".
Джим Уеллс, доктор філософії
