Bostonski raziskovalci razvijajo nov pristop k ustvarjanju črevesnih organoidov in vitro

Bostonski raziskovalci so razvili nov način za ustvarjanje skupin črevesnih celic, ki jih je mogoče uporabiti, med ostalimi, izdelati modele bolezni v laboratoriju za testiranje zdravljenja bolezni, ki prizadenejo prebavni sistem. Z uporabo pluripotentnih matičnih celic, ki jih povzroča človek, ta nov pristop je združeval različne tehnike, ki so omogočile razvoj tridimenzionalnih skupin črevesnih celic, imenovanih organoidi in vitro, ki lahko razširi testiranje zdravljenja bolezni v laboratoriju z uporabo človeških celic.

Objavljeno na spletu v Nature Communications , ta proces ponuja novo platformo za izboljšanje presejalnih pregledov zdravil in odkrivanje novih terapij za zdravljenje različnih bolezni, ki vplivajo na črevesje, kot je vnetna črevesna bolezen, rak debelega črevesa in cistična fibroza.

Raziskovalci iz Centra za regenerativno medicino (CReM) Bostonske univerze in Bostonskega medicinskega centra so uporabili darovane pluripotentne matične celice (hiPSC), ki jih povzroča človek, ki nastanejo z reprogramiranjem odraslih celic v primitivno stanje. Za to študijo, te celice so bile potisnjene k diferenciaciji v črevesne celice z uporabo specifičnih rastnih faktorjev za ustvarjanje organoidov v gelu. Ta novi protokol je celicam omogočil razvoj brez mezenhima, kar običajno v drugih protokolih, podpira rast črevesnih epitelijskih celic. Z odstranitvijo mezenhima, raziskovalci bi lahko preučevali izključno epitelijske celice, ki sestavljajo črevesni trakt.

Poleg tega z uporabo tehnologije CRISPR, raziskovalcem je uspelo spremeniti in ustvariti novo linijo matičnih celic iPSC, ki je ob diferenciaciji v črevesne celice zažarela zeleno. To je raziskovalcem omogočilo, da spremljajo proces, kako se črevesne celice razlikujejo in vitro.

Ustvarjanje organoidov v našem laboratoriju nam omogoča ustvarjanje natančnejših modelov bolezni, ki se uporabljajo za testiranje zdravljenja in terapij, namenjenih določeni genetski okvari ali tkivu - in vse to je mogoče, ne da bi bolniku škodovali. Ta pristop nam omogoča, da ugotovimo, katera zdravila bi bila najučinkovitejša, in ki so neučinkoviti, proti bolezni. "

Gustavo Mostoslavsky, MD, Doktor znanosti, so-direktor CReM-a in fakultete na oddelku za gastroenterologijo v Bostonskem medicinskem centru

Z uporabo tega novega protokola raziskovalci so ustvarili črevesne organoide iz iPSC, ki vsebujejo mutacijo, ki povzroča cistično fibrozo, ki običajno prizadene več organov, vključno s prebavnim traktom. Z uporabo tehnologije CRISPR, raziskovalci so popravili mutacijo v črevesnih organoidih. Črevesni organoidi z mutacijo se niso odzvali na zdravilo, medtem ko so se gensko popravljene celice odzvale, dokazovanje njihovega prihodnjega potenciala za modeliranje bolezni in terapevtske presejalne aplikacije.

Protokol, razvit v tej študiji, daje trdne dokaze za nadaljnjo uporabo človeških iPSC za preučevanje razvoja na celični ravni, inženiring tkiv in modeliranje bolezni, da bi izboljšali razumevanje - in možnosti - regenerativne medicine.

"Upam, da bo ta študija pripomogla k napredku našega kolektivnega razumevanja, kako bolezni vplivajo na prebavila na celični ravni, "je rekel Mostoslavsky, ki je tudi izredni profesor medicine in mikrobiologije na Medicinski fakulteti Bostonske univerze. "Nenehen razvoj novih tehnik pri ustvarjanju zelo diferenciranih celic, ki jih je mogoče uporabiti za razvoj modelov bolezni v laboratorijskih pogojih, bo utrl pot razvoju bolj ciljno usmerjenih pristopov za zdravljenje številnih različnih bolezni."

• Študija miši ponuja nov vpogled v sindrom razdražljivega črevesja
• Uporaba biologije in tehnologije za razvoj prepotrebnih zdravil za depresijo