Ученые сначала создали пищевод человека из стволовых клеток
Впервые исследователям удалось создать в лаборатории человеческий пищевод. Это может открыть путь к новым восстанавливающим методам лечения.
Пищевод - это мышечная трубка, по которой пища и жидкости, которые мы глотаем, перемещаются из горла в желудок.
Этот орган состоит из разных типов тканей, включая мышцы, соединительную ткань и слизистую оболочку.
Ученые Детского центра стволовых клеток и органоидной медицины Цинциннати (CuSTOM) в Огайо искусственно вырастили эти ткани в лаборатории, используя плюрипотентные стволовые клетки или стволовые клетки, которые могут принимать любую форму и создавать любую ткань в организме.
Команда, возглавляемая Джимом Уэллсом, доктором философии, главным научным сотрудником CuSTOM, вырастила полностью сформированные пищеводы человека в лаборатории и подробно описала свои выводы в статье, опубликованной в журнале. Стволовая клетка клетки.
Насколько им известно, это первый раз, когда такой подвиг был достигнут с использованием только плюрипотентных стволовых клеток.
Органоиды пищевода, выращенные в лаборатории, могут помочь в лечении ряда состояний, таких как рак пищевода и гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ).
Они также могут помочь в лечении более редких врожденных заболеваний, таких как атрезия пищевода (состояние, при котором верхняя часть пищевода не соединяется с нижней частью пищевода) и ахалазия пищевода (при которой пищевод не сокращается и поэтому не может пропускать пищу).
По последним оценкам, ГЭРБ, также известная как кислотный рефлюкс, поражает около 20 процентов населения США. В 2018 году более 17000 человек в США заболеют раком пищевода.
Как объясняют Уэллс и его команда в своей статье, наличие полностью функциональной модели пищевода человека в виде органоида, выращенного в лаборатории, способствует лучшему пониманию этих заболеваний.
Результаты могут также привести к более эффективному лечению с использованием регенеративной медицины.
Ключевой белок помогает ученым вырастить пищевод
Когда они пытались сформировать органоиды, Уэллс и его команда сосредоточились на белке под названием Sox2 и гене, который его кодирует. Предыдущие исследования показали, что нарушение этого белка приводит к ряду заболеваний пищевода.
Ученые культивировали клетки тканей человека, а также клетки тканей мышей и лягушек, чтобы более тщательно изучить роль Sox2 в эмбриональном развитии пищевода.
Команда обнаружила, что Sox2 управляет образованием клеток пищевода, подавляя другой генетический путь, который «говорит» стволовым клеткам формироваться в респираторные клетки.
Они также хотели изучить эффекты депривации Sox2 на этих ключевых стадиях развития. Эксперимент показал, что потеря Sox2 привела к форме атрезии пищевода у мышей.
Наконец, они смогли создать органоиды пищевода длиной 300-800 микрометров за 2 месяца. Затем ученые проверили состав тканей, выращенных в лаборатории, и сравнили его с тканями пищевода человека, полученными при биопсии.
Уэллс и его команда сообщают, что эти два типа тканей имели очень похожий состав. Уэллс комментирует клиническое значение органоидов, говоря:
«Помимо того, что это новая модель для изучения врожденных дефектов, таких как атрезия пищевода, органоиды можно использовать для изучения таких заболеваний, как эозинофильный эзофагит и метаплазия Барретта, или для биоинженерии, генетически подобранной ткани пищевода для отдельных пациентов».
«Заболевания пищевода и трахеи настолько распространены у людей, что органоидные модели пищевода человека могут быть очень полезными».
Джим Уэллс, доктор философии.
