Бостонские исследователи разрабатывают новый подход к созданию кишечных органоидов in vitro

Бостонские исследователи разработали новый способ создания групп кишечных клеток, которые можно использовать, среди прочего, создание моделей заболеваний в лаборатории для тестирования методов лечения заболеваний, влияющих на желудочно-кишечный тракт. Используя индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки, этот новый подход сочетал в себе различные методы, которые позволили создать трехмерные группы кишечных клеток, называемые органоидами in vitro, которые могут расширить лабораторные исследования по лечению болезней с использованием человеческих клеток.

Опубликовано в Интернете в Nature Communications , этот процесс обеспечивает новую платформу для улучшения скрининга лекарств и открытия новых методов лечения различных заболеваний, поражающих кишечник, например, воспалительное заболевание кишечника, рак толстой кишки и муковисцидоз.

Исследователи из Центра регенеративной медицины (CReM) Бостонского университета и Бостонского медицинского центра использовали донорские человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSC), которые создаются путем перепрограммирования взрослых клеток в примитивное состояние. Для этого исследования эти клетки заставляли дифференцироваться в клетки кишечника, используя специфические факторы роста, чтобы создать органоиды в геле. Этот новый протокол позволил клеткам развиваться без мезенхимы, что обычно в других протоколах, обеспечивает поддержку роста эпителиальных клеток кишечника. Удалив мезенхиму, исследователи могли изучать исключительно эпителиальные клетки, которые составляют кишечник.

Кроме того, с использованием технологии CRISPR, исследователи смогли модифицировать и создать новую линию стволовых клеток ИПСК, которая светилась зеленым светом при дифференцировке в клетки кишечника. Это позволило исследователям проследить процесс дифференциации кишечных клеток in vitro.

<цитата>

Создание органоидов в нашей лаборатории позволяет нам создавать более точные модели заболеваний, которые используются для тестирования лечения и терапии, нацеленной на конкретный генетический дефект или ткань - и все это возможно без вреда для пациента. Такой подход позволяет нам определить, какие методы лечения могут быть наиболее эффективными, и которые неэффективны, против болезни ".

Густаво Мостославский, Доктор медицины, Кандидат наук, содиректор CReM и профессорско-преподавательский состав отделения гастроэнтерологии Бостонского медицинского центра

Используя этот новый протокол, исследователи создали кишечные органоиды из ИПСК, содержащих мутацию, вызывающую кистозный фиброз, который обычно поражает несколько органов, в том числе желудочно-кишечный тракт. Используя технологию CRISPR, исследователи исправили мутацию в органоидах кишечника. Органоиды кишечника с мутацией не ответили на лекарство, в то время как генетически скорректированные клетки действительно ответили, демонстрируя свой будущий потенциал для моделирования заболеваний и терапевтического скрининга.

Протокол, разработанный в этом исследовании, предоставляет убедительные доказательства продолжения использования ИПСК человека для изучения развития на клеточном уровне. тканевая инженерия и моделирование заболеваний с целью углубления понимания - и возможностей - регенеративной медицины.

«Я надеюсь, что это исследование поможет продвинуть наше коллективное понимание того, как болезни влияют на желудочно-кишечный тракт на клеточном уровне, "сказал Мостославский, который также является адъюнкт-профессором медицины и микробиологии Медицинской школы Бостонского университета. «Непрерывное развитие новых методов создания высокодифференцированных клеток, которые можно использовать для разработки моделей заболеваний в лабораторных условиях, проложит путь для разработки более целенаправленных подходов к лечению множества различных заболеваний».

• Исследование на мышах предлагает новое понимание синдрома раздраженного кишечника
• Использование биологии и технологий для разработки столь необходимых методов лечения депрессии