Vedci z Bostonu vyvíjajú nový prístup k tvorbe črevných organoidov in vitro

Vedci z Bostonu vyvinuli nový spôsob generovania skupín črevných buniek, ktoré je možné použiť. okrem iného na výrobu modelov chorôb v laboratóriu na testovanie liečby chorôb postihujúcich gastrointestinálny systém. Pomocou pluripotentných kmeňových buniek indukovaných ľuďmi tento nový prístup kombinoval rôzne techniky, ktoré umožnili vývoj trojrozmerných skupín črevných buniek nazývaných organoidy in vitro, ktorý môže rozšíriť testovanie liečby chorôb v laboratóriu pomocou ľudských buniek.

Publikované online v Prírodné komunikácie , tento proces poskytuje novú platformu na zlepšenie skríningu liekov a odhaľovanie nových terapií na liečbu rôznych chorôb postihujúcich črevo, zápalové ochorenie čriev, rakovina hrubého čreva a cystická fibróza.

Vedci z Centra pre regeneratívnu medicínu (CReM) z Bostonskej univerzity a Bostonského zdravotného strediska použili darované pluripotentné kmeňové bunky indukované ľuďmi (hiPSC), ktoré sú vytvorené preprogramovaním dospelých buniek do primitívneho stavu. Pre túto štúdiu, tieto bunky sa tlačili, aby sa diferencovali na črevné bunky pomocou špecifických rastových faktorov, aby sa vytvorili organoidy v géli. Tento nový protokol umožnil bunkám vývoj bez mezenchýmu, ktoré zvyčajne v iných protokoloch, poskytuje podporu pre rast buniek epitelu čreva. Odstránením mezenchýmu, vedci mohli študovať výlučne epiteliálne bunky, ktoré tvoria črevný trakt.

Navyše, pomocou technológie CRISPR, vedci boli schopní modifikovať a vytvoriť novú líniu kmeňových buniek iPSC, ktorá pri diferenciácii na črevné bunky žiarila nazeleno. Vedcom to umožnilo sledovať proces diferenciácie črevných buniek in vitro.

Generovanie organoidov v našom laboratóriu nám umožňuje vytvárať presnejšie modely chorôb, ktoré sa používajú na testovanie liečebných postupov a terapií zameraných na konkrétny genetický defekt alebo tkanivo - a to všetko je možné bez poškodenia pacienta. Tento prístup nám umožňuje určiť, ktoré ošetrenia by mohli byť najúčinnejšie, a ktoré sú neúčinné, proti chorobe “.

Gustavo Mostoslavsky, MD, PhD., spoluriešiteľ CReM a fakulty v sekcii gastroenterológie v Boston Medical Center

Pomocou tohto nového protokolu vedci vytvorili črevné organoidy z iPSC obsahujúcich mutáciu, ktorá spôsobuje cystickú fibrózu, ktorá zvyčajne postihuje niekoľko orgánov, vrátane gastrointestinálneho traktu. Pomocou technológie CRISPR, vedci opravili mutáciu v črevných organoidoch. Črevné organoidy s mutáciou nereagovali na liek, zatiaľ čo geneticky korigované bunky reagovali, demonštrovanie ich budúceho potenciálu pre modelovanie chorôb a aplikácie terapeutického skríningu.

Protokol vyvinutý v tejto štúdii poskytuje silný dôkaz o pokračovaní v používaní ľudských iPSC na štúdium vývoja na bunkovej úrovni, tkanivové inžinierstvo a modelovanie chorôb s cieľom zlepšiť porozumenie - a možnosti - regeneratívnej medicíny.

„Dúfam, že táto štúdia pomôže posunúť naše spoločné chápanie toho, ako choroby ovplyvňujú gastrointestinálny trakt na bunkovej úrovni, “povedal Mostoslavsky, je tiež docentom medicíny a mikrobiológie na Lekárskej fakulte Bostonskej univerzity. "Neustály vývoj nových techník pri vytváraní vysoko diferencovaných buniek, ktoré je možné použiť na vývoj modelov chorôb v laboratórnych podmienkach, pripraví pôdu pre vývoj cielenejších prístupov k liečbe mnohých rôznych chorôb."

• Štúdia na myšiach ponúka nový pohľad na syndróm dráždivého čreva
• Využitie biológie a technológie na vývoj veľmi potrebnej liečby depresie