Mokslininkai pirmiausia žmogaus stemplę sukuria kamieninėse ląstelėse
Pirmą kartą mokslininkams pavyko laboratorijoje sukurti žmogaus stemplę. Tai gali atverti kelią naujiems, regeneraciniams gydymams.
Stemplė yra raumeningas vamzdelis, per kurį maistas ir skysčiai, kuriuos vartojame, iš gerklės perkeliami iki pat skrandžio.
Šis organas yra pagamintas iš įvairių tipų audinių, įskaitant raumenis, jungiamąjį audinį ir gleivinę.
Ohajo valstijos Cincinnati vaikų kamieninių ląstelių ir organoidų medicinos centro (CuSTOM) mokslininkai dirbtinai išaugino šiuos audinius laboratorijoje, naudodami pluripotentines kamienines ląsteles arba kamienines ląsteles, kurios gali būti bet kokios formos ir sukurti bet kokį audinį kūne.
Komanda, kuriai vadovavo CuSTOM vyriausiasis mokslinis daktaras, mokslų daktaras Jimas Wellsas, laboratorijoje išaugino visiškai susiformavusius žmogaus stemplę ir išsamiai išdėstė savo išvadas žurnale paskelbtame dokumente. Ląstelių kamieninė ląstelė.
Jų žiniomis, tai yra pirmas kartas, kai toks žygdarbis pasiekiamas naudojant tik pluripotentines kamienines ląsteles.
Laboratorijoje išauginti stemplės organoidai gali padėti gydyti įvairias ligas, tokias kaip stemplės vėžys ir gastroezofaginio refliukso liga (GERL).
Jie taip pat gali padėti gydyti retesnes įgimtas ligas, tokias kaip stemplės atrezija (būklė, kai viršutinė stemplė nesijungia su apatiniu stempliu) ir stemplės achalazija (kai stemplė nesusitraukia ir todėl negali praeiti maisto).
Remiantis naujausiais vertinimais, GERL - dar vadinamas rūgšties refliuksu - paveikia maždaug 20 procentų Jungtinių Valstijų gyventojų. 2018 m. JAV stemplės vėžys išsivystys per 17 000 žmonių.
Kaip Wellsas ir komanda paaiškina savo darbe, turint visiškai funkcinį žmogaus stemplės modelį - laboratorijoje išauginto organoido pavidalu - galima geriau suprasti šias ligas.
Išvados taip pat gali padėti geriau gydyti regeneracinę mediciną.
Pagrindinis baltymas padeda mokslininkams auginti stemplę
Bandydami suformuoti organoidus, Wellsas ir komanda sutelkė dėmesį į baltymą, vadinamą Sox2, ir jį koduojantį geną. Ankstesni tyrimai parodė, kad šio baltymo sutrikimas sukelia daugybę stemplės būklių.
Mokslininkai kultivavo žmogaus audinių ląsteles, taip pat pelių ir varlių audinių ląsteles, norėdami atidžiau ištirti Sox2 vaidmenį stemplės embrioniniame vystymesi.
Komanda atskleidė, kad „Sox2“ skatina stemplės ląstelių susidarymą, slopindamas kitą genetinį kelią, kuris „lieptų“ kamieninėms ląstelėms formuotis į kvėpavimo ląsteles.
Jie taip pat norėjo ištirti Sox2 nepritekliaus poveikį šiuose pagrindiniuose vystymosi etapuose. Eksperimentas parodė, kad praradus Sox2, pelėms pasireiškė stemplės atrezija.
Galiausiai jie sugebėjo sukurti stemplės organoidus, kurių ilgis 2 mėn. Buvo 300–800 mikrometrų. Tada mokslininkai ištyrė laboratorijoje išaugintų audinių sudėtį ir palygino su žmogaus stemplės audinių, gaunamų iš biopsijų, sudėtimi.
Wellsas ir komanda praneša, kad dviejų tipų audiniai buvo labai panašios sudėties. Wellsas komentuoja klinikinę organoidų reikšmę sakydamas:
"Be to, kad organoidai yra naujas apsigimimų, tokių kaip stemplės atrezija, tyrimas, organoidai gali būti naudojami tokioms ligoms kaip eozinofilinis ezofagitas ir Barretto metaplazija tirti arba bioinžinieriui, genetiškai suderintam stemplės audiniui atskiriems pacientams."
„Stemplės ir trachėjos sutrikimai yra pakankamai paplitę žmonėms, todėl organiniai žmogaus stemplės modeliai gali būti labai naudingi“.
Jimas Wellsas, daktaras
