Znanstvenici prvo stvaraju ljudski jednjak u matičnim stanicama
Po prvi su put istraživači uspjeli stvoriti ljudski jednjak u laboratoriju. To može otvoriti put za nove, regenerativne tretmane.
Jednjak je mišićna cijev koja pomiče hranu i tekućine koje unosimo iz grla sve do želuca.
Ovaj je organ izrađen od različitih vrsta tkiva, uključujući mišiće, vezivno tkivo i sluznicu.
Znanstvenici iz Dječjeg centra za liječenje matičnih stanica i organoidne medicine (CuSTOM) u Cinhiu, u Ohiou, umjetno su uzgojili ta tkiva u laboratoriju koristeći pluripotentne matične stanice ili matične stanice koje mogu imati bilo koji oblik i stvoriti bilo koje tkivo u tijelu.
Tim - koji je vodio dr. Jim Wells, glavni znanstveni referent u CuSTOM-u - uzgajao je potpuno oblikovani ljudski ezofag u laboratoriju i detaljno utvrdio svoja otkrića u radu objavljenom u časopisu Matična stanica stanice.
Prema njihovim saznanjima, ovo je prvi put da je takav podvig postignut koristeći samo pluripotentne matične stanice.
Laboratorijski uzgajani organoidi jednjaka mogu pomoći u liječenju niza stanja, poput raka jednjaka i gastroezofagealne refluksne bolesti (GERB).
Oni također mogu pomoći u liječenju rjeđih urođenih bolesti, kao što je atrezija jednjaka (stanje u kojem se gornji dio jednjaka ne povezuje s donjim jednjakom) i ahalazija jednjaka (pri čemu se jednjak ne kontrahira i tako ne može prolaziti kroz hranu).
Prema nedavnim procjenama, GERD - poznat i kao refluks kiseline - utječe na oko 20 posto stanovništva Sjedinjenih Država. 2018. godine više od 17 000 ljudi u SAD-u razvit će rak jednjaka.
Kao što Wells i tim objašnjavaju u svom radu, posjedovanje potpuno funkcionalnog modela ljudskog jednjaka - u obliku laboratorijski uzgojenog organoida - doprinosi boljem razumijevanju ovih bolesti.
Nalazi također mogu dovesti do boljih tretmana korištenjem regenerativne medicine.
Ključni protein pomaže znanstvenicima u rastu jednjaka
Dok su pokušavali stvoriti organoide, Wells i tim usredotočili su se na protein zvan Sox2 i gen koji ga kodira. Prethodna istraživanja pokazala su da poremećaj u ovom proteinu dovodi do niza stanja jednjaka.
Znanstvenici su uzgajali stanice ljudskog tkiva, kao i stanice tkiva miševa i žaba, kako bi pobliže ispitali ulogu Sox2 u embrionalnom razvoju jednjaka.
Tim je otkrio da Sox2 pokreće stvaranje stanica jednjaka inhibirajući drugi genetski put koji bi matičnim stanicama "rekao" da se umjesto njih formiraju u respiratorne stanice.
Također su željeli proučiti učinke deprivacije Sox2 u ovim ključnim razvojnim fazama. Eksperiment je otkrio da je gubitak Sox2 rezultirao oblikom atrezije jednjaka kod miševa.
Napokon, uspjeli su stvoriti organoide jednjaka koji su bili dugi od 300–800 mikrometara u 2 mjeseca. Znanstvenici su zatim testirali sastav laboratorijski uzgojenih tkiva i usporedili ga sa sastavom ljudskog tkiva jednjaka dobivenog biopsijama.
Wells i tim izvještavaju da su dvije vrste tkiva imale vrlo sličan sastav. Wells komentira klinički značaj organoida rekavši:
"Osim što su novi model za proučavanje urođenih oštećenja poput atrezije jednjaka, organoidi se mogu koristiti za proučavanje bolesti poput eozinofilnog ezofagitisa i Barrettove metaplazije, ili za bioinženjersko genetičko podudaranje ezofagealnog tkiva za pojedine pacijente."
"Poremećaji jednjaka i dušnika dovoljno su rašireni kod ljudi da bi organoidni modeli ljudskog jednjaka mogli biti od velike koristi."
Jim Wells, dr. Sc.
