Poprvé se vědcům podařilo v laboratoři vytvořit lidský jícen. To může připravit cestu pro nové, regenerační ošetření.
Jícnu je svalová trubice, která přesouvá jídlo a tekutiny, které přijímáme, z krku až do našich žaludků.
Tento orgán je vyroben z různých typů tkání, včetně svalů, pojivových tkání a sliznic.
Vědci z Cincinnati Children’s Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) v Ohiu umělé pěstování těchto tkání v laboratoři prováděli pomocí pluripotentních kmenových buněk nebo kmenových buněk, které mohou mít jakoukoli formu a vytvářet jakoukoli tkáň v těle.
Tým - který vedl Jim Wells, Ph.D., hlavní vědecký pracovník společnosti CuSTOM - vyrostl v laboratoři plně vytvořeným lidským jícnem a podrobně popsal svá zjištění v článku publikovaném v časopise Buňková kmenová buňka.
Pokud je jim známo, je to poprvé, co bylo takového úspěchu dosaženo pouze za použití pluripotentních kmenových buněk.
Laboratořsky pěstované organoidy jícnu mohou pomoci léčit řadu stavů, jako je rakovina jícnu a gastroezofageální refluxní choroba (GERD).
Mohou také pomoci léčit vzácnější vrozená onemocnění, jako je atrézie jícnu (stav, kdy se horní jícn nespojuje s dolním jícnem) a achalázie jícnu (kde se jícn nezavírá, a proto nemůže procházet potravou).
Podle nedávných odhadů postihuje GERD - také známý jako kyselý reflux - přibližně 20 procent populace Spojených států. V roce 2018 se v USA vyvine více než 17 000 lidí s rakovinou jícnu.
Jak vysvětlují Wells a tým ve své práci, plně funkční model lidského jícnu - ve formě laboratorně vypěstovaného organoidu - přispívá k lepšímu pochopení těchto onemocnění.
Zjištění mohou také vést k lepší léčbě pomocí regenerativní medicíny.
Klíčový protein pomáhá vědcům pěstovat jícen
Když se Wells a tým pokoušeli vytvořit organoidy, zaměřili se na protein zvaný Sox2 a gen, který jej kóduje. Předchozí výzkum ukázal, že narušení tohoto proteinu vede k řadě stavů jícnu.
Vědci kultivovali buňky lidské tkáně i buňky z tkání myší a žab, aby podrobněji prozkoumali úlohu Sox2 v embryonálním vývoji jícnu.
Tým odhalil, že Sox2 řídí tvorbu buněk jícnu tím, že inhibuje další genetickou cestu, která by „řekla“ kmenovým buňkám, aby se místo toho formovaly do buněk dýchacích.
Chtěli také studovat účinky deprivace Sox2 v těchto klíčových vývojových stádiích. Pokus ukázal, že ztráta Sox2 vedla u myší k formě atrézie jícnu.
Nakonec byli schopni vytvořit organoidy jícnu, které byly po 2 měsících dlouhé 300–800 mikrometrů. Vědci poté testovali složení laboratorně pěstovaných tkání a porovnali je se složením lidské tkáně jícnu získané z biopsií.
Wells a tým uvádějí, že oba typy tkání měly velmi podobné složení. Wells komentuje klinický význam organoidů a říká:
"Kromě toho, že se jedná o nový model ke studiu vrozených vad, jako je atrézie jícnu, lze organoidy použít ke studiu onemocnění, jako je eozinofilní ezofagitida a Barrettova metaplazie, nebo k bioinženýru geneticky přizpůsobené tkáně jícnu pro jednotlivé pacienty."
"Poruchy jícnu a průdušnice jsou u lidí dostatečně rozšířené, takže organoidní modely lidského jícnu mohou být velmi přínosné."
Jim Wells, Ph.D.