Tutkijat luovat ihmisen ruokatorven ensin kantasoluihin
Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat onnistuneet luomaan laboratorioon ihmisen ruokatorven. Tämä voi tasoittaa tietä uusille, regeneratiivisille hoidoille.
Ruokatorvi on lihaksikas putki, joka siirtää nielemämme ruoan ja nesteet kurkustamme vatsaamme asti.
Tämä elin on valmistettu erityyppisistä kudoksista, mukaan lukien lihas, sidekudos ja limakalvo.
Ohion osavaltiossa sijaitsevan Cincinnatin kantasolu- ja organoidilääketieteen keskuksen (CuSTOM) tutkijat ovat kasvattaneet keinotekoisesti näitä kudoksia laboratoriossa käyttämällä pluripotentteja kantasoluja tai kantasoluja, jotka voivat olla missä tahansa muodossa ja luoda mitä tahansa kudosta kehoon.
Joukkue - jota johti CuSTOMin tieteellinen päällikkö Jim Wells, Ph.D. - kasvoi laboratoriossa täysin muodostuneita ihmisen ruokatorvia ja kertoi havainnoistaan lehdessä julkaistussa paperissa. Solun kantasolu.
Heidän tietämyksensä mukaan tämä on ensimmäinen kerta, kun tällainen saavutus saavutetaan käyttämällä vain pluripotentteja kantasoluja.
Laboratoriossa kasvatetut ruokatorven organoidit voivat auttaa hoitamaan erilaisia sairauksia, kuten ruokatorven syöpä ja gastroesofageaalinen refluksitauti (GERD).
Ne voivat myös auttaa hoitamaan harvinaisempia synnynnäisiä sairauksia, kuten ruokatorven atresia (tila, jossa ylempi ruokatorvi ei ole yhteydessä alempaan ruokatorveen) ja ruokatorven achalasia (jolloin ruokatorvi ei supistu eikä voi kuljettaa ruokaa).
Viimeaikaisten arvioiden mukaan GERD - joka tunnetaan myös nimellä happovirtaus - vaikuttaa noin 20 prosenttiin Yhdysvaltain väestöstä. Vuonna 2018 yli 17000 ihmistä Yhdysvalloissa kehittää ruokatorven syöpää.
Kuten Wells ja tiimi selittävät paperissaan, täysin toimiva ihmisen ruokatorven malli - laboratoriossa kasvatetun organoidin muodossa - auttaa ymmärtämään näitä sairauksia paremmin.
Tulokset voivat myös johtaa parempiin hoitoihin regeneratiivisen lääketieteen avulla.
Avainproteiini auttaa tutkijoita kasvamaan ruokatorvea
Yrittäessään muodostaa organoideja Wells ja tiimi keskittyivät Sox2-proteiiniin ja sitä koodaavaan geeniin. Aikaisemmat tutkimukset olivat osoittaneet, että tämän proteiinin häiriö johtaa moniin ruokatorven tiloihin.
Tutkijat viljelivät ihmisen kudossoluja sekä hiirien ja sammakoiden kudosten soluja tutkiakseen tarkemmin Sox2: n roolia ruokatorven alkion kehityksessä.
Ryhmä paljasti, että Sox2 ohjaa ruokatorven solujen muodostumista estämällä toisen geneettisen reitin, joka "käskisi" kantasoluja muodostumaan hengityssoluiksi.
He halusivat myös tutkia Sox2-puutteen vaikutuksia näissä keskeisissä kehitysvaiheissa. Koe paljasti, että Sox2: n menetys johti ruokatorven atresian muotoon hiirissä.
Lopuksi he pystyivät luomaan ruokatorven organoideja, joiden pituus oli 300–800 mikrometriä 2 kuukaudessa. Sitten tutkijat testasivat laboratoriossa kasvatettujen kudosten koostumuksen ja vertailivat sitä biopsiasta saadun ihmisen ruokatorven kudoksen koostumukseen.
Wells ja tiimi raportoivat, että kahdella kudostyypillä oli hyvin samanlainen koostumus. Wells kommentoi organoidien kliinistä merkitystä sanoen:
"Sen lisäksi, että organoideja on uusi malli synnynnäisten vikojen, kuten ruokatorven atresian, tutkimiseksi, niitä voidaan käyttää sairauksien, kuten eosinofiilisen ruokatorvitulehduksen ja Barrettin metaplasian, tutkimiseen tai bioinsinöörien geneettisesti sovitettuun ruokatorven kudokseen yksittäisille potilaille."
"Ruokatorven ja henkitorven häiriöt ovat riittävän yleisiä ihmisissä, jotta ihmisen ruokatorven organoidimallit voivat olla suureksi hyödyksi."
Jim Wells, Ph.D.
