Teadlased loovad inimese söögitoru kõigepealt tüvirakkudesse
Esimest korda on teadlastel õnnestunud laboris luua inimese söögitoru. See võib sillutada teed uutele, regeneratiivsetele ravimeetoditele.
Söögitoru on lihastoru, mis liigutab neelatud toitu ja vedelikke kurgust kuni kõhuni.
See organ on valmistatud erinevat tüüpi kudedest, sealhulgas lihastest, sidekoest ja limaskestadest.
Ohio osariigi Cincinnati tüvirakkude ja organoidmeditsiini lastekeskuse (CuSTOM) teadlased on laboratoorselt laboratoorselt kasvatanud neid kudesid, kasutades pluripotentseid tüvirakke või tüvirakke, mis võivad olla mis tahes kujul ja luua kehas mis tahes kude.
Meeskond, mida juhtis CuSTOMi teadusjuht Ph.D. Jim Wells, kasvas laboris täielikult inimese söögitorud ja kirjeldas oma tulemusi ajakirjas avaldatud dokumendis Raku tüvirakk.
Nende teada on see esimene kord, kui selline saavutus saavutatakse ainult pluripotentsete tüvirakkude abil.
Laboratoorselt kasvatatud söögitoru organoidid võivad aidata ravida mitmesuguseid seisundeid, nagu söögitoruvähk ja gastroösofageaalne reflukshaigus (GERD).
Need võivad aidata ravida ka haruldasemaid kaasasündinud haigusi, nagu söögitoru atresia (seisund, mille korral söögitoru ülemine osa ei ühendu alumise söögitoruga) ja söögitoru achalasia (kus söögitoru ei tõmbu kokku ja ei pääse seetõttu toidust läbi).
Hiljutiste hinnangute kohaselt mõjutab GERD - tuntud ka kui happe refluks - umbes 20 protsenti Ameerika Ühendriikide elanikest. 2018. aastal areneb söögitoruvähk USA-s üle 17 000 inimese.
Nagu Wells ja meeskond oma artiklis selgitavad, aitab inimese söögitoru täielikult toimiv mudel - laboris kasvatatud organoidi kujul - kaasa nende haiguste paremale mõistmisele.
Leiud võivad viia ka parema ravini regeneratiivse meditsiini abil.
Võtmevalk aitab teadlastel söögitoru kasvatada
Kui nad üritasid organoide moodustada, keskendus Wells ja meeskond valgule nimega Sox2 ja seda kodeerivale geenile. Varasemad uuringud olid näidanud, et selle valgu rikkumine põhjustab mitmesuguseid söögitoru seisundeid.
Teadlased kultiveerisid inimese koerakke, samuti hiirte ja konnade kudedest pärinevaid rakke, et uurida lähemalt Sox2 rolli söögitoru embrüonaalses arengus.
Meeskond näitas, et Sox2 juhib söögitorurakkude moodustumist, pärssides teist geneetilist rada, mis ütleks tüvirakkudel selle asemel hingamisrakkudeks moodustumist.
Samuti soovisid nad uurida Sox2 puuduse tagajärgi nendes peamistes arenguetappides. Katse näitas, et Sox2 kadu põhjustas hiirtel söögitoru atresia vormi.
Lõpuks suutsid nad luua söögitoru organoidid, mille pikkus 2 kuu pärast oli 300–800 mikromeetrit. Seejärel testisid teadlased laboris kasvatatud kudede koostist ja võrdlesid seda biopsiatest saadud inimese söögitoru koe omaga.
Wells ja meeskond teatasid, et nende kahe koetüübi koostis oli väga sarnane. Wells kommenteerib organoidide kliinilist tähtsust, öeldes:
"Lisaks uuele sünnidefektide, näiteks söögitoru atresia uurimise mudelile, saab organoide kasutada selliste haiguste uurimiseks nagu eosinofiilne söögitorupõletik ja Barretti metaplaasia või bioinseneri geneetiliselt sobitatud söögitoru kude üksikute patsientide jaoks."
"Söögitoru ja hingetoru häired on inimestel piisavalt levinud, et inimese söögitoru organoidsetest mudelitest võiks olla palju kasu."
Jim Wells, Ph.D.
