Annak érdekében, hogy a jótékony anyagok felkerüljenek a bél lumenéből, és ugyanakkor megakadályozza, hogy a bél mikrobái érintkezzenek a bélhámszövet felszínével, a serlegsejteknek nevezett speciális sejtek folyamatosan nyálkát termelnek, a nyálkás goo-szerű anyag, amely bevonja az egész bélfelületet. A nyálkát eddig köztudottan nehéz volt tanulmányozni:szerkezete gyorsan szétesik a bél műtétileg eltávolított szakaszain, a rendszer, amelyet leggyakrabban a nyálka vizsgálatára használnak, és egyetlen in vitro tenyésztési rendszer sem volt képes rekonstruálni az in vivo-szerű nyálkahártya réteget az élő bélben az emberi testen kívüli természetes struktúrával. Ezeket a nehézségeket növelve, a nyálka is különbözik az emberek és más fajok között, a bélrendszer különböző szakaszai, és még különböző személyek is.
Most, a vastagbélre vagy a vastagbélre összpontosítva, amely a legtöbb kommenzális mikrobát tartalmazza és a legvastagabb nyálkahártyával rendelkezik, szöveti mérnökök csapata a Harvard Wyss Biológiailag Inspirált Mérnöki Intézetében kifejlesztett egy vastagbél-a-chipen (Colon Chip) mikrofluidikus tenyésztőeszközt, amelyet a páciensből származó vastagbélsejtek bélelnek, és amely spontán felhalmoz egy vastagságú nyálkahártyát, kétrétegű szerkezet, és a gátló funkciók jellemzően a normál emberi vastagbélben találhatók. Modelljükben a nyálkahártya felülete szintén reagál a gyulladásos mediátor prosztaglandin E2 -re (PGE2) azáltal, hogy gyors duzzadási választ ad. Eredményeiket közzé teszik Sejtes és molekuláris gasztroenterológia és hepatológia .
Megközelítésünk lehetőséget ad a kutatóknak, hogy választ találjanak a normális és a betegségekkel kapcsolatos nyálkabiológiával kapcsolatos kérdésekre, mint például a bélgyulladásos betegségekhez és rákokhoz való hozzájárulása, és komplex gazdaszervezet-mikrobiom kölcsönhatások. Fontos, páciensből származó sejteket használunk ezeknek az eszközöknek a sorakoztatására, és ez egy teljesen új megközelítést jelent a személyre szabott gyógyászatban, ahol lehetséges tanulmányozni, hogyan működik a nyálka vagy működési zavar egy adott betegnél, és ennek megfelelően alakítani a terápiát. "
Donald Ingber, M.D., Ph.D., Alapító igazgató, a tanulmány vezető kutatója
Ingber a Judah Folkman professzora, az érrendszeri biológia professzora a Harvard Orvostudományi Egyetemen és a Vascular Biology Program a Bostoni Gyermekkórházban, valamint a Harvard John A. Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Egyetemének biomérnöki professzora. Csapata része a több intézményes együttműködésnek, amelyet a Cancer Research UK Grand Challenge ösztöndíja támogat, amelyben Wyss csapata azt vizsgálja, hogy a gyulladással kapcsolatos változások hogyan járulnak hozzá a rák kialakulásához, beleértve a vastagbélrákot is. A Grand Challenge egy ambiciózus nemzetközi rákkutatási kezdeményezés, a világ vezető tudóscsapatainak támogatása a rák legnehezebb kihívásainak megválaszolásában, és szabadságot adnak számukra az új megközelítések nagyszabású kipróbálásához.
A csapat megközelítése a páciensből származó vastagbélsejtekkel kezdődik, amelyek a vastagbél reszekcióiból és az endoszkópos biopsziákból származnak, amelyeket először "organoidokként" termesztenek, a vastagbélszövet apró, szervezett golyói, amelyek főként hámsejteket tartalmaznak. Az organoidok feldarabolása után sejtjeiket a mikrofluidikus chip két párhuzamos csatornájának felső részének feltöltésére használják, amelyeket porózus membrán választ el. Egyszerűen a csatornák folyamatos ápolásával tápközeggel, a vastagbél őssejtjei folytonos lapká nőnek, és rendkívül funkcionális serlegsejteket képeznek, amelyek váladékot választanak ki.
"Ha a sejteket áramlás alatt növesztjük a chipen, az epiteliális sejtek mintegy 15% -a spontán kehelysejtekké differenciálódik. Eloszlik az egész hámban, ezek in vivo-szerű nyálkahártyát képeznek, -mondta Alexandra Sontheimer-Phelps, az első szerző. a Freiburgi Egyetem végzős hallgatója, Németország, Ingber csoportjában dolgozik. "Ugyanabban az időben, más hámsejtek, amelyek folyamatosan osztódnak, ugyanúgy feltöltik a kehelysejtek populációját, mint az élő vastagbélben, ami azt jelenti, hogy a chip több mint két hétig tartható fenn egyensúlyi állapotban, ami rendkívül hasznos a hosszabb távú tanulmányokhoz. "
A Wyss csapata kimutatta, hogy a chipben lévő vastagbélhám teljesen polarizált, különböző markerekkel, amelyek csak a lumennek vannak kitéve, nyálkahártya-kiválasztó oldala és az ellenkező membránkötő oldala. Serlegsejtjei a fő nyálkafehérje mucin 2 -t (MUC2) választják ki, amelyek cukormolekulák összetett láncaihoz kapcsolódnak, többmolekuláris hálózatba vagy gélbe áll össze, amely vizet vesz fel. "A mi megközelítésünk valójában a normál vastagbél nyálkahártyájának kétrétegű szerkezetét hozza létre, belső sűrű réteggel, amelyről azt mutatjuk, hogy áthatolhatatlan a bélcsatornán keresztül áramló baktériumokat utánzó részecskék számára, és egy lazább külső réteg, amely lehetővé teszi a részecskék bejutását. Ezt még soha nem sikerült in vitro, -mondta Sontheimer-Phelps.
A nyálka működőképességének vizsgálatához, munkatársaival együtt kitette a chipet a PGE2 gyulladásos mediátornak. A nyálka gyors duzzanaton ment keresztül perceken belül, függetlenül az új nyálkahártya -kiválasztástól, és ez a nyálkahártya -felhalmozási folyamat vizualizálható az élő kultúrákban úgy, hogy a chipeket oldalról, sötét mező megvilágítással nézi. Ez a dinamikus válasz blokkolható egy adott ioncsatorna gátlásával, amely ionokat pumpál a vastagbél hámjába, és passzívan lehetővé teszi a vízmolekulák követését, és nyilvánvalóan ez a nyálka duzzanatát okozza, ha olyan jelek stimulálják, mint a PGE2.
A nyálkát régóta passzívnak tartják, gazdagát, de egyre világosabbá válik, hogy a mikrobiális fajok a szénhidrátjaik energiaforrásként való táplálása mellett befolyásolják szerkezetét és működését. "In vitro rendszerünk egy lépéssel közelebb visz ahhoz, hogy kiderítsük, hogyan befolyásolhatják az egyes baktériumfajok és összetettebb mikrobiális közösségek a nyálkát, és fordítva, valamint azt, hogy ez az összetett kölcsönhatás hogyan befolyásolja a bélbetegségek kialakulását. Most már van egy tesztágyunk új terápiás gyógyszerek és probiotikus stratégiák felfedezésére, amelyek megakadályozhatják vagy visszafordíthatják ezeket a betegségeket " - mondta Ingber.
A spermium mikrobiomája RNS szekvenálással derült ki
Egy új vizsgálat azt mutatja, hogy javult a túlélés az előrehaladott vastagbél-BRAF-mutáns rákos betegeknél
A kutatások azt mutatják, hogy a probiotikumok segíthetnek a szorongás és a depresszió leküzdésében
A használatban lévő gyógyszerek fele károsítja a bélbaktériumokat,
A tudósok megoldják az auto sörfőzde szindróma rejtélyes esetét
A fehérvérsejtek és szerepük az agyban
A bőrön talált gyakori gomba gyulladásos bélbetegséget okozhat
Azok a terápiák, amelyek bizonyos kommenzális gombákat céloznak meg, új módszert nyújthatnak a gyulladásos bélbetegségek (IBD) kezelésére, LA kutatói szerint. Háttér | Shutterstock Az IBD
A matematikai modell feltárja a SARS-CoV-2 fertőzés kockázatát a széklet mikrobiota transzplantációja után
Új lapjukban elérhető a bioRxiv* preprint szerver, Az OpenBiome nonprofit szervezet amerikai kutatói matematikai modellt használtak a székletminták különböző tesztelési stratégiáinak hasznosságának
Fogínybetegség, valamint a nyelőcső- és gyomorrák kockázata
Amerikai kutatók a folyóirat legújabb számában megjelent kutatási levelükben közzétették az ínybetegségekkel kapcsolatos új megállapításaikat Belek címmel, Parodontális betegség, fogak elvesztése, é