Vedci vytvárajú „malé črevá“, aby zistili, ako črevný epitel reaguje na lepok u celiatických pacientov

V snahe nájsť nový nástroj na výskum a liečbu celiakie, vedci z Mucosal Immunology and Biology Research Center (MIBRC) pri Massachusetts General Hospital (MGH) schválili používanie črevných organoidov. Tieto trojrozmerné tkanivové kultúry sú miniatúrne, zjednodušené verzie čreva vyrobené in vitro. Odber tkaniva z duodenálnych biopsií pacientov s celiakiou a bez celiakie, vedci vytvorili „malé črevá“, aby zistili, ako črevný epitel a molekuly odvodené z mikrobioty reagujú na lepok, komplexná trieda bielkovín nachádzajúcich sa v pšenici a iných zrnách.

„V súčasnosti nemáme žiadny zvierací model, ktorý by dokázal zrekapitulovať reakciu na lepok, ktorú vidíme u ľudí, “hovorí Stefania Senger, PhD., spoluautor štúdie publikovanej v Vedecké správy tento týždeň. „Použitím tohto modelu ľudského tkaniva, zistili sme, že črevné organoidy exprimujú rovnaké molekulárne markery ako skutočný epitel v celiakálnom tkanive, a expresia podpisového génu odráža funkčné rozdiely, ktoré sa vyskytujú, keď sú epitely pacientov s celiakiou vystavené gliadínu. „Gliadínové a glutenínové proteíny sú hlavnými zložkami lepku.

Celiakia sa spúšťa vtedy, keď geneticky predisponovaní jedinci konzumujú lepok. Tento stav postihuje približne 1 percento americkej populácie. Na základe aktuálnych údajov, predpokladá sa, že vzniku celiakie predchádza uvoľnenie proteínu zonulínu, čo je vyvolané aktiváciou nestráveného gliadínu na vyvolanie autoimunitnej reakcie. To vedie k zvýšenej črevnej priepustnosti a narušenej bariérovej funkcii. Nové dôkazy naznačujú, že mikroorganizmy v gastrointestinálnom trakte môžu hrať úlohu pri nástupe celiakie.

Skoršie štúdie zo skupiny MIBRC a ďalších ukázali, že ľudské organoidy „si zachovávajú génovú expresiu, ktorá rekapituluje expresiu tkaniva pôvodu, vrátane chorobného stavu, "píšu autori. Prostredníctvom sekvenovania RNA, nové zistenia potvrdzujú organoidný model ako „verný model in vitro pre celiakiu, “Hovorí Senger.

Pomocou analýzy celého transkriptómu vedci identifikovali 472 génov regulovaných inak v organoidoch odrážajúcich celiakiu než v neceliatických kontrolných organoidoch. Patrili sem nové gény spojené s epiteliálnymi funkciami súvisiacimi s patogenézou celiakie - vrátane udržiavania črevnej bariéry, regenerácia kmeňových buniek a vrodená imunitná odpoveď. Druhé zistenie štúdie ukazuje, že bioprodukty získané z črevných mikroorganizmov je možné použiť na úpravu epiteliálnej reakcie na lepok, zistenie, ktoré by mohlo viesť k budúcim liečebným stratégiám.

"Tieto výsledky potvrdzujú našu hypotézu, že gény a expozícia lepku sú nevyhnutné, ale nie dostatočné," pretože zmeny v zložení a funkcii črevného mikrobiómu sú potrebné aj na prechod z genetickej predispozície na klinický výsledok, ako ukazujú naše údaje, “hovorí Alessio Fasano, MD, riaditeľ Centra výskumu mukóznej imunológie a biológie a spoluautor.

Senger dodáva, „Veríme, že naše pozorovania predstavujú zásadný posun v štúdiu celiakie. Sme presvedčení, že s adekvátnym financovaním by sme mohli dosiahnuť hlavné ciele, ktoré zahŕňajú vývoj a implementáciu vysoko výkonných skríningov liekov s cieľom rýchlo identifikovať nové liečebné postupy pre pacientov a rozšíriť organoidné úložisko na vývoj komplexnejších modelov a sledovanie personalizovanej liečby. “

• Nový minimálne invazívny postup na chudnutie ukazuje sľubné výsledky
• Transplantácia črevných baktérií potkanov citlivých na stres mení správanie,